Efeito do tratamento com ultrassom pulsado de baixa intensidade transcraniano sobre parâmetros cerebrais em um modelo de doença de Alzheimer induzida por beta amiloide

Abstract

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Farmacologia, Florianópolis, 2022.A doença de Alzheimer (DA) é uma doença neurodegenerativa que mais acomete indivíduos em idade avançada. Sendo caracterizada por piora cognitiva, bem como perda da memória e dificuldade de realizar as atividades cotidianas. De maneira fisiopatológica, seu principal achado molecular é deposição placas beta-amiloides (ßA), seguida da hiperfosforilação de Tau, neuroinflamação e estresse oxidativo. Esses mecanismos causam danos cerebrais, como apoptose neuronal, e, consequente, redução da massa cerebral, observada em cérebro de pacientes post mortem. A DA não possui cura, apenas tratamento sintomático. A terapia com ultrassom pulsado de baixa intensidade (UPBI) já se mostrou eficiente contra modelos animais de DA, em aspectos comportamentais e moleculares, de forma indolor e não invasiva. Tendo em vista tais aspectos, nosso objetivo foi estudar como o a terapia com o UPBI em modelo animal de DA induzida por ßA. O estudo foi realizado a partir de ratos machos, com 8 semanas de idade, mantidos em condições ambientais padrão, com comida e água a vontade, em ciclo claro/escuro de 12h. Os ratos foram submetidos a injeção intracerebroventricular de oligômero ßA1-42 (400pmol). Após 24h, eles passaram a receber terapia com UPBI transcraniano, numa periodicidade de 48 horas, no mesmo horário, com duração de 5 minutos por animal, durante 5 semanas. Após o período de 5 semanas, os animais foram submetidos a testes comportamentais e, ao final dos testes, eutanasiados e extraídos hipocampo e córtex para análises bioquímicas. Os resultados apontam que o ßA1-42 induziu prejuízo na memória de reconhecimento o que foi revertido pelo tratamento com UPBI. Os níveis de BDNF e NGF estiveram reduzidos significativamente no córtex no grupo ßA1-42, em comparação aos outros dois grupos. Enquanto isso, no hipocampo houve aumento do BDNF e NGF no grupo ßA1-42 + UPBI, em comparação aos grupos sham e ßA1-42. Foram avaliados os níveis de IL-1ß, IFN-? e IL-10, onde apenas no hipocampo a IL-10 se mostrou aumentada no grupo que recebeu a terapia com UPBI, em comparação aos outros grupos. Ao avaliar as espécies reativas a partir do DCFH, não foi possível observar diferenças significativas. Os níveis de nitrito no córtex estiveram aumentados no grupo ßA1-42+UPBI, comparados ao grupo sham, e em hipocampo também se apresentaram aumentados em relação ao grupo ßA1-42. Houve diminuição significativa de carbonilação de proteínas em hipocampo no grupo ßA1-42+UPBI, já no córtex não se observou diferença significativa. Ao avaliar enzimas antioxidantes, SOD e GSH, foi possível observar diferença significativa apenas em córtex, aumento dessa enzima no grupo sham, em comparação aos demais grupos. Nossos resultados indicam que a terapia com UPBI pode ser eficiente para melhora cognitiva e de níveis tróficos, visto que estes podem estar interligados. Sugerimos que mecanismos inflamatórios e oxidativos possam ter acontecido em outro momento, o qual não foi possível analisar. Em conclusão, nosso estudo serviu para guiar novos experimentos utilizando terapia de UPBI sobre modelos de DA por ßA1-42.Abstract : Alzheimer's disease (DA) is the neurodegenerative pathology that most affects individuals in old age. It is characterized by cognitive worsening, as well as memory loss and difficulty in performing daily activities. In a pathophysiological way, its main molecular finding is beta-amyloid plaque deposition (ßA), followed by Tau hyperphosphorylation, neuroinflammation and oxidative stress. These mechanisms cause brain damage, such as neuronal apoptosis, and consequently, reduction of brain mass, observed in the brain of postmortem patients. AD has no cure, only symptomatic treatment. Low intensity pulsed ultrasound (UPBI) therapy has already been shown to be efficient against animal models of AD, in behavioral and molecular aspects, painlessly and noninvasively. In view of these aspects, our objective was to study how therapy with UPBI in an animal model of ßA-induced AD. The study was conducted from 8-week-old male rats, kept in standard environmental conditions, with food and water at will, in a light/dark cycle of 12 h. The rats were submitted to intracerebroventricular injection of ßA1-42 oligomer (400pmol). After 24 hours, they began to receive therapy with transcranial UPBI, at a frequency of 48 hours, at the same time, lasting 5 minutes per animal, for 5 weeks. After the period of 5 weeks, the animals were submitted to behavioral tests and, at the end of the tests, euthanized and extracted hippocampus and cortex for biochemical analysis. The results indicate that ßA1-42 induced impairment in recognition memory, which was reversed by treatment with UPBI. BDNF and NGF levels were significantly reduced in the cortex in group ßA1-42 compared to the other two groups. Meanwhile, in the hippocampus there was an increase in BDNF and NGF in the ßA1-42 + UPBI group, compared to the control and ßA1-42 groups. Il-1ß, IFN-? and IL-10 levels were evaluated, where il-10 was increased only in the hippocampus, which was increased in the group that received UPBI therapy compared to the other groups. When evaluating the reactive species from the DCFH, it was not possible to observe significant differences. Nitrite levels in the cortex were increased in the ßA1-42+UPBI group, compared to the control group, and in the hippocampus were also increased in relation to the ßAgroup 1-42. There was a significant decrease in protein carbonylation in the hippocampus in the ßA1-42+UPBI group, while in the cortex there was no significant difference. When evaluating antioxidant enzymes, SOD and GSH, it was possible to observe significant difference only in cortex, increase of this enzyme in the control group, compared to the other groups. Our results indicate that UPBI therapy may be efficient for cognitive improvement and better trophic levels, since these may be interconnected