Modulação da inflamação e da neurogénese no hipocampo: desvendar uma nova interação entre a histamina e o lipopolissacarídeo

Histamine is an endogenous biogenic amine that acts as a neurotransmitter in the Central Nervous System and controls a variety of brain functions. Increasing evidences have demonstrated a dual role of histamine in the modulation of microglial-mediated neuroinflammation, a main pathological feature of several neurodegenerative conditions. Yet, the role of this amine on hippocampus is not yet fully recognized. Therefore, the aim of this work was to evaluate the effects of histamine per se or in the presence of an inflammatory context, namely in hippocampal neuroinflammation and neurogenesis in vivo. To address this aim, mice were injected intraperitoneally with lipopolysaccharide (LPS; 1 or 2 mg/Kg) and further challenged with a stereotaxic injection of histamine in the dentate gyrus (DG) of the hippocampus. First, protein levels of glial reactivity markers, pro-inflammatory factors and neuronal and synaptic function markers were assessed by western blot analysis 4 days after LPS injection. We found that histamine per se increased the expression of glial reactivity markers (ionized calcium binding adaptor molecule 1, Iba1; and glial fibrillary acidic protein, GFAP) while it was able to significantly decrease LPS-induced glial reactivity. Interestingly, histamine per se did not change the expression levels of pro-inflammatory mediators (interleukin-1 beta, IL-1ß; and high mobility group box 1, HMGB1) yet, it was able to counteract the increased expression of the same factors induced by LPS. Histamine was also able to prevent LPS-induced decrease in the expression of both neuronal (cyclic-AMP-response element binding protein, CREB) and postsynaptic (postsynaptic density protein 95, PSD-95) functional markers. Then, the total number of Bromodeoxyuridine (BrdU)/Doublecortin (DCX) and BrdU/Neuronal Nuclei (NeuN)-positive cells were counted in the DG, as a measure of proliferation and survival of newborn mature cells, respectively. We found that histamine per se or upon LPS challenge, increased cell proliferation (BrdU+ cells) and long-term survival of newborn cells (both BrdU+ and BrdU+/DCX+ cells) in the DG niche. Collectively, our results highlight histamine as promising therapeutic agent to treat or improve neuronal conditions associated with hippocampal neuroinflammation and neurodegeneration.A histamina é uma amina biogénica endógena que atua como neurotransmissor no Sistema Nervoso Central e regula uma variedade de funções cerebrais. Vários estudos têm demonstrado que a histamina pode ter efeitos contraditórios na modulação da neuroinflamação mediada pela microglia, uma das principais características patológicas presente em várias doenças neurodegenerativas. Contudo, a função desta amina no hipocampo ainda não é completamente conhecida. Assim, o principal objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da histamina, por si só e na presença de um mediador inflamatório, na neuroinflamação e neurogénese do hipocampo in vivo. Para tal, foram utilizados murganhos, os quais foram injetados intraperitonealmente com lipopolissacarídeo (LPS; 1 ou 2 mg/Kg), seguido de uma injeção estereotáxica de histamina (100µM), no giro dentado do hipocampo. Quatro dias após a injeção com LPS, procedeu-se à avaliação dos níveis proteicos de marcadores de reatividade glial, fatores pro-inflamatórios e marcadores de funcionalidade neuronal e sinática através da técnica de western blot. Os resultados demonstraram que a histamina por si só aumentou a expressão dos marcadores de reatividade glial (Iba1, do inglês ionized calcium binding adaptor molecule 1; e GFAP, do inglês glial fibrillary acidic protein). Por outro lado, diminuiu significativamente a reatividade glial induzida pelo LPS. Curiosamente, a histamina não alterou os níveis de expressão dos mediadores inflamatórios (IL-1ß, do inglês interleukin-1 beta; e HMGB1, do inglês high mobility group box 1), mas conseguiu inibir o aumento da expressão de ambos os mediadores induzido pelo LPS. Esta amina conseguiu também prevenir o decréscimo na expressão de ambos os marcadores de funcionalidade neuronal (CREB, do inglês cyclic-AMP-response element binding protein) e pós-sinática (PSD-95, do inglês postsynaptic density protein 95) induzido pelo estímulo inflamatório. Posteriormente, foi contado, no giro dentado, o número total de células positivas para Bromodeoxiuridina (BrdU)/Doublecortin (DCX) e BrdU/Neuronal Nuclei (NeuN), como medida da proliferação e da sobrevivência das novas células neuronais, respetivamente. Os resultados revelaram que a histamina por si só e, quando administrada em conjunto com o estímulo inflamatório, aumentou a proliferação celular (células BrdU+) bem como a sobrevivência a longo prazo das novas células (células BrdU+ e BrdU+/NeuN+) no giro dentado. Em suma, estes resultados apotam para o potencial terapêutico da histamina no tratamento ou melhoria de condições neuronais associadas a neuroinflamação e neurodegeneração no hipocampo