Dual role of dopamine D2-like receptors in the mediation of conditioned and unconditioned fear

AbstractA reduction of dopamine release or D2 receptor blockade in the terminal fields of the mesolimbic system, particularly the amygdala, clearly reduces conditioned fear. Similar D2 receptor antagonism in the neural substrates of fear in the midbrain tectum attenuates the processing of unconditioned aversive information. However, the implications of the interplay between opposing actions of dopamine in the rostral and caudal segments of the dopaminergic system are still unclear. Previous studies from this laboratory have reported the effects of dopaminergic drugs on behavior in rats in the elevated plus maze, auditory-evoked potentials (AEPs) recorded from the midbrain tectum, fear-potentiated startle, and conditioned freezing. These findings led to an interesting framework on the functional roles of dopamine in both anxiety and fear states. Dopamine D2 receptor inhibition in the terminal fields of the mesolimbic dopamine system generally causes anxiolytic-like effects, whereas the activity of midbrain substrates of unconditioned fear are enhanced by D2 receptor antagonists, suggesting that D2 receptor-mediated mechanisms play opposing roles in fear/anxiety processes, depending on the brain region under study. Dopamine appears to mediate conditioned fear by acting at rostral levels of the brain and regulate unconditioned fear at the midbrain level, likely by reducing the sensorimotor gating of aversive events

Modulação do sistema endocanabinoide sobre respostas neuroinflamatórias em modelo animal de encefalite causada pelo vírus Herpes simplex tipo 1

Exportado OPUSMade available in DSpace on 2019-08-12T15:27:17Z (GMT). No. of bitstreams: 3 anexo___artigo_1.pdf: 597198 bytes, checksum: 84160bb7569e606b1f1c9caa8ce6a614 (MD5) anexo___artigo_2.pdf: 1426270 bytes, checksum: ec89c3320eccdcab5d0fbc1defd892f1 (MD5) viviane_m_n_saito___disserta__o_digital.pdf: 1638045 bytes, checksum: 42826bc4a4bd0cb74f4cfd380a3bafab (MD5) Previous issue date: 21O vírus Herpes simplex do tipo 1 (HSV-1) é conhecido por causar lesões cutâneas recorrentes, estabelecendo um estado de latência entre as manifestações, porém a mais grave consequência da infecção por HSV-1 é a encefalite (HSE), que pode acometer pacientes imunocomprometidos e neonatos. Uma vez que a infecção atinge o tecido cerebral, diversos mecanismos inflamatórios são elaborados em resposta ao vírus. O objetivo deste trabalho foi investigar o papel modulador do agonista canabinoide WIN55,212-2 no desenvolvimento de respostas inflamatórias e comportamentais em animais portadores de HSE. Foram utilizados camundongos machos da linhagem C57BL/6, com idade entre 8 e 12 semanas. Estes animais foram inoculados intracranialmente com 102 unidades formadoras de placa (PFU) de vírus HSV-1, enquanto que o grupo controle não infectado recebeu apenas PBS pela mesma via. Os camundongos também foram tratados com WIN55,212-2 (1 mg/kg) ou veículo pela via intraperitoneal (i.p), sendo que o tratamento teve início no dia anterior à infecção e continuou até a eutanásia. Na primeira etapa do projeto, foram utilizados camundongos infectados não tratados (HSV+VEH) e infectados tratados (HSV+WIN) para construir uma curva de letalidade e para avaliar por meio da bateria SHIRPA o aparecimento de sinais clínicos durante 10 dias após a infecção (10 dpi). Na segunda etapa foram obtidos dados acerca dos níveis cerebrais de citocinas e análise histopatológica do hipocampo, referentes ao 4º dpi. Para isso foram utilizados quatro grupos experimentais (camundongos não infectados não tratados - CTRL+VEH; camundongos não infectados tratados - CTRL+WIN; camundongos infectados não tratados - HSV+VEH, e camundongos infectados tratados - HSV+WIN). Na última etapa do trabalho, três grupos tiveram seu desempenho comparado (CTRL+VEH, HSV+VEH e HSV+WIN) em modelos animais preditivos de comportamento. Foram avaliadas alterações comportamentais específicas de memória e ansiedade nos modelos animais de Esquiva Inibitória, Labirinto em Cruz Elevado e Teste de Reconhecimento Social, realizados entre os dias 1 e 2 dpi. Os animais desta etapa foram eutanasiados no 3º dpi para a análise microscópica da morte neuronal no hipocampo. Surpreendentemente, os resultados indicam que sinais clínicos como perda acentuada de massa corporal, alterações nos reflexos, na função sensorial e rebaixamento no estado neuropsiquiátrico aparecem primeiro em camundongos HSV+WIN e só depois nos animais HSV+VEH. A sobrevivência dos camundongos HSV+WIN também foi menor (100% de mortalidade no 6º dpi) em comparação ao grupo HSV+VEH (100% de mortalidade em 10 dpi). A memória social de curto prazo também estava prejudicada em camundongos HSV+WIN enquanto que camundongos HSV+VEH apresentaram apenas prejuízos leves. Contudo, não houve diferenças entre grupos quanto à aquisição, consolidação e recuperação de memória aversiva no teste da Esquiva Inibitória. No LCE, camundongos HSV+VEH exibiram menor índice de comportamento do tipo ansioso que os animais HSV+WIN. Os níveis das citocinas IL-1 e TNF- se mostraram elevados em camundongos infectados, independente do tratamento. A morte neuronal no hipocampo e os dados da análise histopatológica também não apresentaram diferença significativa entre os grupos HSV+VEH e HSV+WIN. Dessa forma conclui-se que o tratamento com o agonista canabinoide WIN55,212-2 exerceu efeito deletério sobre o curso da HSE em camundongos da linhagem C57BL/6, acelerando a mortalidade e promovendo sintomas mais proeminentes da doença, embora não tenha influenciado diretamente os níveis de citocinas nem a perda celular e tecidual no cérebro dos animais.The Herpes simplex virus type 1 (HSV-1) is a pathogen known to cause recurrent skin lesions and to establish a latent state between manifestations. However, the most serious consequence of HSV-1 infection is herpes encephalitis (HSE), affecting mainly immunocompromised patients and neonates. Once the infection reaches the cerebral tissue, several inflammatory mechanisms are triggered to defend the host against the virus. The aim of this research was to investigate the modulatory role of the cannabinoid agonist WIN55,212-2 on the development of inflammatory and behavioral changes in mice with HSE. Male C57BL/6 mice, aged 8 to 12 weeks, were used in this study. These animals were intracranially inoculated with 102 plaque forming units (PFU) of HSV-1, while the uninfected control group received only PBS by the same route. Mice were also treated with WIN55,212-2 (1 mg/kg) or vehicle intraperitoneally (i.p), and the treatment started the day before infection and continued until euthanasia. In the first stage of the project, we used untreated infected mice (HSV+VEH) and treated infected mice (HSV + WIN) to build a lethality curve and to assess the onset of clinical signs, for 10 days post infection (10 dpi) using the SHIRPA battery. Thereafter, another data set was obtained on the 4 dpi, regarding the brain levels of cytokines and histopathology of the hippocampus. For this we used four experimental groups (uninfected untreated mice - CTRL + VEH; uninfected treated mice - CTRL + WIN; untreated infected mice - HSV + VEH, and infected treated mice - HSV + WIN). At last, we assessed specific behavioral changes in animal models of anxiety and memory, i.e, Inhibitory Avoidance paradigm, the Elevated Plus Maze and Social Recognition Test, all held between 1 and 2 dpi. Three groups had their results compared (CTRL+VEH, HSV+VEH and HSV+WIN). Animals from this experiment were euthanized on 3 dpi for microscopic analysis of neuronal loss in the hippocampus. Surprisingly, the results indicate that clinical signs (such as marked loss of body weight, changes in reflexes, sensory function and lowering in the neuropsychiatric status) first appeared in HSV+WIN mice and then in HSV+VEH animals. The survival rate of HSV+WIN mice was also lower (100% mortality on 6 dpi) compared to HSV+VEH group (100% mortality on 10 dpi). Short-term social memory was also impaired in HSV+WIN mice, whereas HSV+VEH mice showed only mild damage. However, no differences were found between groups concerning the acquisition, consolidation and retrieval of aversive memory in the Inhibitory Avoidance paradigm. In the EPM, HSV+VEH mice exhibited lower rates of anxiety-like behavior than HSV+WIN animals. The levels of IL-1 and TNF- were increased in infected mice, regardless of treatment. Data from histopathological analysis and quantification of neuronal death in the hippocampus also did not differ significantly between HSV+VEH and HSV+WIN groups. Therefore, it is concluded that treatment with the cannabinoid agonist WIN55,212-2 had a deleterious effect on the course of HSE in C57BL/6 mice, accelerating mortality and promoting more prominent symptoms of the disease, although it did not directly influenced the levels of cytokines or cellular/tissue loss in mice brain

Role of GABAergic mechanisms in the inferior colliculus and periaqueductal gray matter on the sensorimotor gating of fear and anxiety

As reações incondicionadas de defesa observadas em mamíferos são organizadas pelo Sistema Encefálico de Aversão (SEA), composto, entre outras estruturas, pela substância cinzenta periaquedutal dorsal (SCPd) e o colículo inferior (CI). Tem sido proposto que o CI seja parte do circuito sensoriomotor para os estímulos auditivos de natureza aversiva e a SCPd como a principal via de saída (output) do SEA para a elaboração de comportamentos defensivos. Ambas as estruturas são reguladas tonicamente pelo neurotransmissor inibitório ácido gama-aminobutírico (GABA). Este trabalho aborda a mediação química GABA/Benzodiazepínica (BZD) do processamento da informação aversiva no CI e das respostas de medo elaboradas pela SCPd. Grupos independentes de animais submetidos ao implante de quimitrodos (eletrodos acoplados a cânulas-guia para injeção de drogas) foram usados para avaliar no CI e SCPd os efeitos de injeções locais de muscimol (agonista de receptores GABA-A), semicarbazida (inibidor da síntese da enzima precursora do GABA descarboxilase do ácido glutâmico) ou midazolam (agonista BZD). Foram registrados potenciais evocados auditivos (PEA) no CI como medida eletrofisiológica da ativação neuronial, além da determinação dos limiares de congelamento e fuga, com o procedimento de estimulação elétrica (EE), tanto do CI quanto da SCPd. A mesma abordagem farmacológica com injeções de drogas intra-CI foi empregada em animais submetidos ao teste do Labirinto em Cruz Elevado (LCE), um modelo animal tradicional de ansiedade. Adicionalmente, investigou-se a participação de ambas as estruturas na expressão do comportamento de desligar uma luz de intensidade aversiva em um novo teste de medo incondicionado (Light Switch Off Test; LSOT) recentemente proposto pelo nosso grupo. Encontramos uma clara segregação funcional entre a porção dorsal e ventral do CI, sendo a última envolvida nos comportamentos defensivos. Mecanismos GABAérgicos em ambas as estruturas influenciam a amplitude do PEA e o congelamento pós-fuga da EE, sugerindo uma relação funcional entre as duas estruturas. Já no LSOT, os resultados indicam o envolvimento de mecanismos GABAérgicos do vCI, mas não da SCPd, na modulação da resposta incondicionada à luz em ratos. Os resultados obtidos permitem ampliar o conhecimento atual sobre a neurobiologia dos estados de medo e ansiedade, em uma abordagem integrada dos mecanismos de processamento das informações sensoriais e da expressão de reações de defesa.Unconditioned defense reactions observed in mammals are organized by the Brain Aversive System, comprising, among other structures, the dorsal periaqueductal gray matter (dPAG) and the inferior colliculus (IC). It has been proposed that the IC is part of the sensorimotor circuitry that processes aversive auditory information and the dPAG is considered the main neural substrate for the expression of defensive behaviors. Both structures are tonically regulated by the inhibitory neurotransmitter gamma-aminobutyric acid (GABA). This work addresses the chemical mediation of GABA/Benzodiazepine (BZD) on aversive information processing in the IC and the elaboration of fear responses by dPAG. Independent groups of animals implanted with chemitrodes (electrodes attached to a guide cannula for drug injection) have been used to evaluate the IC and dPAG regarding the effects of local injections of GABAergic agents (muscimol, semicarbazide, and midazolam). Auditory evoked potentials (AEP) have been recorded in the IC as a measure of electrophysiological neuronal activation, in addition to determining the thresholds of defensive freezing and flight behaviors, using the electrical stimulation (EE) procedure in both IC and dPAG. The same pharmacological regimen of drug injections intra-dPAG and intra-CI have been applied to animals subjected to the elevated plus maze (EPM), a well-known animal model of anxiety, and also to a novel animal test for innate fear (Light Switch Off Test, LSOT) that has been developed and proposed by our group. We found a clear functional segregation between the dorsal and ventral portions of the IC, the latter being the specific collicular substrate of defensive behaviors. GABAergic mechanisms in both structures influence the amplitude of the AEP and post-stimulation freezing of EE, suggesting a functional link between the two structures. In the LSOT, our data indicate the involvement of GABAergic mechanisms of the ICv, but not the dPAG, in the modulation of the unconditioned response to light in rats. These original findings presented here contribute to broaden the current knowledge on the neurobiology of fear and anxiety, in an integrative approach of the mechanisms underlying sensory processing and the expression of defensive behaviors