Efeito neuroprotetor do exercício de natação em um modelo de doença de Alzheimer induzido pelo peptídeo beta-amilóide (1-42) em camundongos: relevância de citocinas inflamatórias e ativação da indoleamina-2,3-dioxigenase - Souza, Leandro Cattelan (2017)
A doença de Alzheimer (DA) é uma desordem neurodegenerativa, sendo considerada a principal causa de demência. O envelhecimento é o principal fator de risco para a DA, cuja estimativa anual de incidência e prevalência aumenta dramaticamente com a idade. A principal manifestação clínica da DA é o progressivo declínio das funções cognitivas, com a perda da memória sendo um dos sintomas iniciais da doença. No entanto, os pacientes de DA frequentemente apresentam sintomas comportamentais e psicológicos da demência (BPSD), também conhecidos como sintomas neuropsiquiátricos da demência, e.g. depressão, ansiedade e psicose, piorando a inabilidade e o fardo da doença. Apesar de os exatos mecanismos não estarem totalmente entendidos, evidências emergentes indicam que a ativação da indoleamina-2,3-dioxigenase (IDO), a enzima limitante da via da quinurenina (KP), está envolvida na neurotoxicidade do peptídeo beta-amilóide (A?)1-42 e na patogenia da DA. O exercício físico tem sido considerado uma intervenção efetiva na DA, atenuando ou limitando sua progressão. Não obstante, os mecanismos neurobiológicos subjacentes ao efeito neuroprotetor do exercício ainda não estão totalmente elucidados. Em vista disso, no presente estudo nós buscamos investigar três questões principais. Primeiro, os efeitos de uma infusão intracerebroventricular (i.c.v.) do peptídeo A?1-42 (400 pmol/animal; 3 ?l/sítio) sobre a regulação de biomarcadores da KP (atividade da IDO e níveis de triptofano (TRP) e quinurenina (KYN)) e o impacto deste peptídeo sobre os níveis de fatores neurotróficos foram investigados como potenciais mecanismos de ligação entre a neuroinflamação e os distúrbios cognitivos e emocionais em camundongos. Segundo, nós examinamos se o envelhecimento está associado a uma maior sensibilidade às alterações comportamentais e neuroquímicas provocadas pela infusão de A?1-42, e se a KP está envolvida nesses efeitos. Por fim, nós investigamos o efeito protetor de um treinamento de natação (ST) de 8 semanas sobre as funções cognitivas e não-cognitivas e seu papel em modular os biomarcadores da KP após a administração do peptídeo A?1-42 dentro do cérebro dos camundongos. Os nossos resultados mostraram níveis elevados de citocinas pró-inflamatórias nos camundongos tratados com A?1-42, os quais levaram a um 2 aumento da atividade da IDO no córtex pré-frontal (PFC) e hipocampo (HC). A ativação da IDO subsequentemente aumentou a produção de KYN e a razão KYN:TRP, assim como diminuiu os níveis de fatores neurotróficos no PFC e HC, contribuindo para os seguintes distúrbios comportamentais A?-associados: prejuízos na memória no teste de reconhecimento de objetos (ORT), comportamento tipo-depressivo e tipo-ansiedade no teste de suspensão de cauda (TST) e no labirinto em cruz elevado (EPMT), respectivamente. Além disso, nós confirmamos que os camundongos idosos, quando comparados aos animais jovens, apresentaram maior déficit cognitivo no ORT e maiores níveis de comportamento tipo-ansiedade no EPMT, após a administração de A?1-42. Os camundongos idosos também responderam ao A?1-42 com uma maior deficiência do fator neurotrófico derivado do cérebro, menores níveis de glutationa e menor capacidade antioxidante total, assim como responderam com uma maior atividade da IDO e maiores níveis de KYN e razão KYN:TRP no PFC e HC. Estes efeitos do peptídeo A?1-42 estavam associados a um maior estado pró-inflamatório, como indicado pelos maiores níveis de interleucina-6 e menores níveis de interleucina-10 nestas estruturas cerebrais. Por outro lado, os nossos resultados demonstraram que o ST foi efetivo em prevenir a perda de memória no ORT e os comportamentos tipo-depressivo e tipo-ansiedade, no TST e EPMT, respectivamente. O ST aboliu a resposta neuroinflamatória e a deficiência neurotrófica no PFC e HC induzidos por A?1-42. Ademais, o peptídeo A?1-42 aumentou a atividade da IDO, os níveis de KYN e TRP e a razão KYN:TRP no PFC e HC – alterações que foram bloqueadas pelo ST. Portanto, o presente estudo forneceu 3 principais achados: (I) a ativação da IDO no cérebro desempenha um papel-chave na mediação dos distúrbios da memória e emocionais em um modelo experimental baseado na neuroinflamação A?-induzida; (II) o estado inflamatório associado ao envelhecimento e a infra-regulação de substâncias neuroprotetoras endógenas torna os camundongos idosos mais vulneráveis à perda de memória, aos sintomas de ansiedade e à desregulação da KP induzidos pelo peptídeo A?1-42; e (III) o ST é eficaz em prevenir os déficits comportamentais e neurobiológicos induzidos pelo peptídeo A?1-42 e estes efeitos neuroprotetores estão provavelmente envolvidos com a inibição da ativação da inflamação/IDO e com a supra-regulação de fatores neurotróficos no cérebro de camundongos. Em conclusão, nós sugerimos que o exercício físico pode ser usado como uma intervenção não-farmacológica para aliviar tanto os sintomas cognitivos quanto não-cognitivos associados ao envelhecimento e à DA.