N-acetilcisteína atenua as alterações associadas a esquizofrenia induzidas pela exposição ao estresse na adolescência em ratos
| Ano de defesa: | 2024 |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17133/tde-04042025-101908/ |
Resumo: | Evidências apontam que eventos socioambientais adversos ao longo da vida, como o trauma, atuam como fatores de risco para o desenvolvimento de transtornos psiquiátricos. Nesse contexto, sabe-se que a adolescência é um período sensível do neurodesenvolvimento e o estresse pode contribuir para o desenvolvimento de transtornos psiquiátricos, como a esquizofrenia. Dados do nosso grupo indicam que a aplicação de um protocolo de estresse em ratos num período correspondente a adolescência promove alterações semelhantes às observadas em pacientes com esquizofrenia como, por exemplo, um estado hiperdopaminérgico indicado por um aumento da população de neurônios dopaminérgicos espontaneamente ativos na área tegmental ventral (VTA). Uma das hipóteses que sustenta esses achados está associada a alterações do balanço excitatório-inibitório (E/I) no hipocampo ventral, como consequência de uma disfunção de interneurônios GABAérgicos que expressam a proteína de ligação ao cálcio parvalbumina (PVI+) e de suas redes perineuronais (PNNs). Relativo a isso, resultados do nosso laboratório demonstraram que o estresse na adolescência promove desbalanço redox no hipocampo ventral (vHip), o qual foi associado a disfunção dos PVI+ e alterações no balanço E/I. Dessa maneira, levantamos a hipótese que N-aceticilsteína, um antioxidante, é capaz de prevenir as alterações associadas a esquizofrenia causadas pelo estresse na adolescência em ratos. Assim, no presente estudo, nós avaliamos os efeitos do tratamento com o antioxidante N-acetilcisteína sobre as alterações comportamentais, eletrofisiológicas e sobre a expressão de PV e PNNs no vHip em ratos adultos submetidos a um protocolo de estresse na adolescência. Ratos Sprague-Dawley foram submetidos a um protocolo de estresse, consistido em uma combinação de sessões diárias de choques nas patas (25 choques de 1mA - 20 ± 60s) entre os dias pós-natal (DPN) 31 ao 40 e estresse de restrição por uma hora nos DPN 31, 32 e 40. Os animais foram tratados com veículo ou N-acetilcisteína (900mg/L) na água de beber (drinking water) durante o protocolo de estresse (DPN 31-40) ou dez dias após o fim do protocolo de estresse (DPN 51-60). Na idade adulta (a partir do DPN 63), os ratos foram submetidos a testes comportamentais para avaliar respostas tipo-ansiedade (Labirinto em Cruz Elevado - LCE - e Caixa Claro-Escuro - CCE), sociabilidade (teste de Interação Social - IS) e função cognitiva (teste de Reconhecimento de Objetos - NOR). No DPN 70, alguns animais foram submetidos a registros eletrofisiológicos in vivo dos neurônios dopaminérgicos da VTA, enquanto outros tiveram seus cérebros perfundidos e coletados para marcação por imunofluorescência de PV, PNNs usando aglutinina de Wisteria floribunda (WFA) e 8-Oxo-DG (um marcador de dano ao DNA causado por estresse oxidativo) no vHip (CA1-Subiculo ventral). Observamos que o estresse na adolescência causou, na idade adulta, comportamentos tipo-ansiedade, diminuição na sociabilidade e prejuízo na memória de discriminação de objetos. Essas alterações foram prevenidas pelo tratamento com N-acetilcisteína durante a aplicação do protocolo de estresse na adolescência. O tratamento dez dias após o protocolo, atenuou os prejuízos na sociabilidade e cognição, mas não o comportamento tipo-ansiedade. Além disso, foi observado um aumento pronunciado do número de neurônios dopaminérgicos espontaneamente ativos da VTA em animais que foram estressados na adolescência, um efeito que também foi prevenido pelo tratamento com a N-acetilcisteína durante e após a exposição ao estresse. No vHip, uma redução do número de células PV+ e das células PV+ circundadas pelas PNNs, juntamente com um aumento da marcação de 8-Oxo-DG nas células PV+, foi observada como resultado da exposição ao estresse na adolescência. Essas alterações foram atenuadas pelo tratamento com N-acetilcisteína, tanto durante, quanto dez dias após o fim do estresse na adolescência. Nossos resultados sugerem que o tratamento com N-acetilcisteína durante e após o protocolo de estresse na adolescência atenua as alterações comportamentais, eletrofisiológicas e moleculares de longo prazo associadas a esquizofrenia em ratos adultos. Dessa maneira, a N-acetilcisteína pode ser uma estratégia farmacológica útil em indivíduos com risco clínico aumentado para o transtorno e vulneráveis a insultos ambientais, como estresse. |
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N-acetilcisteína atenua as alterações associadas a esquizofrenia induzidas pela exposição ao estresse na adolescência em ratosN-acetylcysteine attenuates schizophrenia-like changes induced by adolescent stress exposure in ratsAdolescent stressDopaminergic systemEsquizofreniaEstresse na adolescênciaEstresse oxidativoInterneurônios parvalbuminaN-acetilcisteínaN-acetylcysteineOxidative stressParvalbumin interneuronsSchizophreniaSistema dopaminérgicoEvidências apontam que eventos socioambientais adversos ao longo da vida, como o trauma, atuam como fatores de risco para o desenvolvimento de transtornos psiquiátricos. Nesse contexto, sabe-se que a adolescência é um período sensível do neurodesenvolvimento e o estresse pode contribuir para o desenvolvimento de transtornos psiquiátricos, como a esquizofrenia. Dados do nosso grupo indicam que a aplicação de um protocolo de estresse em ratos num período correspondente a adolescência promove alterações semelhantes às observadas em pacientes com esquizofrenia como, por exemplo, um estado hiperdopaminérgico indicado por um aumento da população de neurônios dopaminérgicos espontaneamente ativos na área tegmental ventral (VTA). Uma das hipóteses que sustenta esses achados está associada a alterações do balanço excitatório-inibitório (E/I) no hipocampo ventral, como consequência de uma disfunção de interneurônios GABAérgicos que expressam a proteína de ligação ao cálcio parvalbumina (PVI+) e de suas redes perineuronais (PNNs). Relativo a isso, resultados do nosso laboratório demonstraram que o estresse na adolescência promove desbalanço redox no hipocampo ventral (vHip), o qual foi associado a disfunção dos PVI+ e alterações no balanço E/I. Dessa maneira, levantamos a hipótese que N-aceticilsteína, um antioxidante, é capaz de prevenir as alterações associadas a esquizofrenia causadas pelo estresse na adolescência em ratos. Assim, no presente estudo, nós avaliamos os efeitos do tratamento com o antioxidante N-acetilcisteína sobre as alterações comportamentais, eletrofisiológicas e sobre a expressão de PV e PNNs no vHip em ratos adultos submetidos a um protocolo de estresse na adolescência. Ratos Sprague-Dawley foram submetidos a um protocolo de estresse, consistido em uma combinação de sessões diárias de choques nas patas (25 choques de 1mA - 20 ± 60s) entre os dias pós-natal (DPN) 31 ao 40 e estresse de restrição por uma hora nos DPN 31, 32 e 40. Os animais foram tratados com veículo ou N-acetilcisteína (900mg/L) na água de beber (drinking water) durante o protocolo de estresse (DPN 31-40) ou dez dias após o fim do protocolo de estresse (DPN 51-60). Na idade adulta (a partir do DPN 63), os ratos foram submetidos a testes comportamentais para avaliar respostas tipo-ansiedade (Labirinto em Cruz Elevado - LCE - e Caixa Claro-Escuro - CCE), sociabilidade (teste de Interação Social - IS) e função cognitiva (teste de Reconhecimento de Objetos - NOR). No DPN 70, alguns animais foram submetidos a registros eletrofisiológicos in vivo dos neurônios dopaminérgicos da VTA, enquanto outros tiveram seus cérebros perfundidos e coletados para marcação por imunofluorescência de PV, PNNs usando aglutinina de Wisteria floribunda (WFA) e 8-Oxo-DG (um marcador de dano ao DNA causado por estresse oxidativo) no vHip (CA1-Subiculo ventral). Observamos que o estresse na adolescência causou, na idade adulta, comportamentos tipo-ansiedade, diminuição na sociabilidade e prejuízo na memória de discriminação de objetos. Essas alterações foram prevenidas pelo tratamento com N-acetilcisteína durante a aplicação do protocolo de estresse na adolescência. O tratamento dez dias após o protocolo, atenuou os prejuízos na sociabilidade e cognição, mas não o comportamento tipo-ansiedade. Além disso, foi observado um aumento pronunciado do número de neurônios dopaminérgicos espontaneamente ativos da VTA em animais que foram estressados na adolescência, um efeito que também foi prevenido pelo tratamento com a N-acetilcisteína durante e após a exposição ao estresse. No vHip, uma redução do número de células PV+ e das células PV+ circundadas pelas PNNs, juntamente com um aumento da marcação de 8-Oxo-DG nas células PV+, foi observada como resultado da exposição ao estresse na adolescência. Essas alterações foram atenuadas pelo tratamento com N-acetilcisteína, tanto durante, quanto dez dias após o fim do estresse na adolescência. Nossos resultados sugerem que o tratamento com N-acetilcisteína durante e após o protocolo de estresse na adolescência atenua as alterações comportamentais, eletrofisiológicas e moleculares de longo prazo associadas a esquizofrenia em ratos adultos. Dessa maneira, a N-acetilcisteína pode ser uma estratégia farmacológica útil em indivíduos com risco clínico aumentado para o transtorno e vulneráveis a insultos ambientais, como estresse.Evidence suggests that adverse socio-environmental events throughout life, such as trauma, act as risk factors for the development of psychiatric disorders. In this context, adolescence is known to be a sensitive period of neurodevelopment, and stress may contribute to the development of psychiatric disorders, such as schizophrenia. Data from our group indicate that applying a stress protocol in rats during a period corresponding to adolescence promotes changes similar to those observed in patients with schizophrenia, such as a hyperdopaminergic state indicated by an increase in the population of spontaneously active dopaminergic neurons in the ventral tegmental area (VTA). One of the hypotheses supporting these findings is associated with alterations in the excitatory-inhibitory (E/I) balance in the ventral hippocampus as a consequence of dysfunction in GABAergic interneurons expressing the calcium-binding protein parvalbumin (PVI+) and their perineuronal nets (PNNs). Our laboratory\'s results demonstrated that stress during adolescence promotes redox imbalance in the ventral hippocampus (vHip), which was associated with PVI+ dysfunction and alterations in the E/I balance. Thus, we hypothesize that N-acetylcysteine, an antioxidant, can prevent schizophrenia-related changes caused by stress during adolescence in rats. Therefore, in the present study, we evaluated the effects of the treatment with the antioxidant N-acetylcysteine on behavioral and electrophysiological changes, and the expression of PV and PNNs in the vHip in adult rats subjected to a stress protocol during adolescence. Sprague-Dawley rats were subjected to a stress protocol consisting of a combination of daily foot shock sessions (25 shocks of 1mA - 20 ± 60s) from postnatal days (PND) 31 to 40 and restraint stress for one hour on PND 31, 32, and 40. The animals were treated with vehicle or N-acetylcysteine (900mg/L) in drinking water during the stress protocol (PND 31-40) or ten days after the end of the stress protocol (PND 51-60). In adulthood (starting from PND 63), the rats underwent behavioral tests to assess anxiety-like responses (Elevated Plus-Maze - EPM - and Light-Dark Box - LDB), sociability (Social Interaction Test - SI), and cognitive function (Novel Object Recognition Test - NOR). On PND 70, some animals underwent in vivo electrophysiological recordings of dopaminergic neurons in the VTA, while others had their brains perfused and collected for immunofluorescence labeling of PV, PNNs using Wisteria floribunda agglutinin (WFA), and 8-Oxo-DG (a marker of DNA damage caused by oxidative stress) in the vHip (ventral CA1- Subiculum). We observed that stress during adolescence caused anxiety-like behaviors, reduced sociability, and impaired object discrimination memory in adulthood. These changes were prevented by N-acetylcysteine treatment during the stress protocol in adolescence. Treatment ten days after the protocol attenuated the impairments in sociability and cognition but not the anxiety-like behavior. Additionally, a pronounced increase in the number of spontaneously active dopaminergic neurons in the VTA was observed in animals stressed during adolescence. This effect was also prevented by N-acetylcysteine treatment during and after stress exposure. In the vHip, a reduction in the number of PV+ cells and PV+ cells surrounded by PNNs, along with an increase in 8-Oxo-DG labeling in PV+ cells, was observed as a result of stress exposure during adolescence. These changes were attenuated by N-acetylcysteine treatment, both during and ten days after the end of adolescence stress. Our results suggest that N-acetylcysteine treatment during and after the stress protocol in adolescence attenuates long-term behavioral, electrophysiological, and molecular changes associated with schizophrenia in adult rats. Therefore, N-acetylcysteine may be a useful pharmacological strategy in individuals at increased clinical risk for the disorder and vulnerable to environmental insults, such as stress.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPGomes, Felipe VillelaFreitas, Ícaro da Silva2024-11-21info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17133/tde-04042025-101908/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-07-24T18:05:02Zoai:teses.usp.br:tde-04042025-101908Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-07-24T18:05:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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Evidências apontam que eventos socioambientais adversos ao longo da vida, como o trauma, atuam como fatores de risco para o desenvolvimento de transtornos psiquiátricos. Nesse contexto, sabe-se que a adolescência é um período sensível do neurodesenvolvimento e o estresse pode contribuir para o desenvolvimento de transtornos psiquiátricos, como a esquizofrenia. Dados do nosso grupo indicam que a aplicação de um protocolo de estresse em ratos num período correspondente a adolescência promove alterações semelhantes às observadas em pacientes com esquizofrenia como, por exemplo, um estado hiperdopaminérgico indicado por um aumento da população de neurônios dopaminérgicos espontaneamente ativos na área tegmental ventral (VTA). Uma das hipóteses que sustenta esses achados está associada a alterações do balanço excitatório-inibitório (E/I) no hipocampo ventral, como consequência de uma disfunção de interneurônios GABAérgicos que expressam a proteína de ligação ao cálcio parvalbumina (PVI+) e de suas redes perineuronais (PNNs). Relativo a isso, resultados do nosso laboratório demonstraram que o estresse na adolescência promove desbalanço redox no hipocampo ventral (vHip), o qual foi associado a disfunção dos PVI+ e alterações no balanço E/I. Dessa maneira, levantamos a hipótese que N-aceticilsteína, um antioxidante, é capaz de prevenir as alterações associadas a esquizofrenia causadas pelo estresse na adolescência em ratos. Assim, no presente estudo, nós avaliamos os efeitos do tratamento com o antioxidante N-acetilcisteína sobre as alterações comportamentais, eletrofisiológicas e sobre a expressão de PV e PNNs no vHip em ratos adultos submetidos a um protocolo de estresse na adolescência. Ratos Sprague-Dawley foram submetidos a um protocolo de estresse, consistido em uma combinação de sessões diárias de choques nas patas (25 choques de 1mA - 20 ± 60s) entre os dias pós-natal (DPN) 31 ao 40 e estresse de restrição por uma hora nos DPN 31, 32 e 40. Os animais foram tratados com veículo ou N-acetilcisteína (900mg/L) na água de beber (drinking water) durante o protocolo de estresse (DPN 31-40) ou dez dias após o fim do protocolo de estresse (DPN 51-60). Na idade adulta (a partir do DPN 63), os ratos foram submetidos a testes comportamentais para avaliar respostas tipo-ansiedade (Labirinto em Cruz Elevado - LCE - e Caixa Claro-Escuro - CCE), sociabilidade (teste de Interação Social - IS) e função cognitiva (teste de Reconhecimento de Objetos - NOR). No DPN 70, alguns animais foram submetidos a registros eletrofisiológicos in vivo dos neurônios dopaminérgicos da VTA, enquanto outros tiveram seus cérebros perfundidos e coletados para marcação por imunofluorescência de PV, PNNs usando aglutinina de Wisteria floribunda (WFA) e 8-Oxo-DG (um marcador de dano ao DNA causado por estresse oxidativo) no vHip (CA1-Subiculo ventral). Observamos que o estresse na adolescência causou, na idade adulta, comportamentos tipo-ansiedade, diminuição na sociabilidade e prejuízo na memória de discriminação de objetos. Essas alterações foram prevenidas pelo tratamento com N-acetilcisteína durante a aplicação do protocolo de estresse na adolescência. O tratamento dez dias após o protocolo, atenuou os prejuízos na sociabilidade e cognição, mas não o comportamento tipo-ansiedade. Além disso, foi observado um aumento pronunciado do número de neurônios dopaminérgicos espontaneamente ativos da VTA em animais que foram estressados na adolescência, um efeito que também foi prevenido pelo tratamento com a N-acetilcisteína durante e após a exposição ao estresse. No vHip, uma redução do número de células PV+ e das células PV+ circundadas pelas PNNs, juntamente com um aumento da marcação de 8-Oxo-DG nas células PV+, foi observada como resultado da exposição ao estresse na adolescência. Essas alterações foram atenuadas pelo tratamento com N-acetilcisteína, tanto durante, quanto dez dias após o fim do estresse na adolescência. Nossos resultados sugerem que o tratamento com N-acetilcisteína durante e após o protocolo de estresse na adolescência atenua as alterações comportamentais, eletrofisiológicas e moleculares de longo prazo associadas a esquizofrenia em ratos adultos. Dessa maneira, a N-acetilcisteína pode ser uma estratégia farmacológica útil em indivíduos com risco clínico aumentado para o transtorno e vulneráveis a insultos ambientais, como estresse. |
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