Interação entre os sistemas endocanabinoide e nitrérgico na modulação da memória de medo e influência do sexo em comportamentos defensivos em camundongos iNOS knockout

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Ferreira, Bruna Felippe
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17133/tde-04042025-102523/
Resumo: Estímulos aversivos/estressores estão envolvidos no desenvolvimento de transtornos psiquiátricos, como o transtorno de estresse pós-traumático (TEPT), e o óxido nítrico (NO) parece desempenhar um papel importante nesse processo. Uma das fontes de NO é a ativação da sintase induzível de NO (iNOS) por estresse, glutamato ou mediadores inflamatórios. Entretanto, a principal fonte de NO no encéfalo, que também é ativada pelo estresse, é a isoforma neuronal na NOS, a nNOS. A exposição ao estresse pode ativar o sistema endocanabinoide (eCB), que interage com o sistema nitrérgico na modulação de respostas relacionadas ao estresse e reações defensivas. Nesse contexto, nosso grupo demonstrou anteriormente que camundongos iNOS knockout (KO) apresentam aumento compensatório na expressão de nNOS no córtex pré-frontal medial (CPFm), mas não no hipocampo, e déficits na extinção do medo, comportamento semelhante ao observado em pacientes com TEPT. Essas alterações no sistema nitrérgico parecem estar associadas também à desregulação do sistema eCB em ambas as regiões cerebrais. Administração sistêmica de inibidores de nNOS ou da enzima amida hidrolase de ácido graxo (FAAH), que metaboliza o eCB anandamida (AEA), atenuaram os déficits comportamentais em camundongos iNOS KO. Os efeitos da AEA podem ser mediados por receptores canabinoide tipo 1 (CB1) ou vaniloide de potencial transitório tipo 1 (TRPV1), modulando a expressão de medo e ansiedade por meio de mecanismos opostos envolvendo a via NMDA/NO. Considerando o envolvimento do NO na resposta ao estresse, este trabalho investigou inicialmente se o sexo poderia influenciar o fenótipo comportamental de camundongos iNOS KO, com ênfase no processamento de memórias aversivas e comportamentos do tipo ansioso e depressivo. Foi observado que as fêmeas iNOS KO mostraram comportamentos mais ansiosos, enquanto os machos exibiram comportamentos antidepressivos no teste de nado forçado (TNF), mas apresentaram déficits na extinção da memória de medo e na evocação da memória de extinção. Não foram observados déficits cognitivos gerais em testes como o labirinto em Y e reconhecimento de objetos (RO), sugerindo que os prejuízos cognitivos dos iNOS KO parecem estar restritos à memória de medo. Os experimentos a seguir foram realizados apenas com machos. Para avaliar se a inibição farmacológica da iNOS seria suficiente para provocar déficits na memória de extinção semelhantes aos observados em animais iNOS KO, foi avaliado o efeito da administração aguda de 1400W, um inibidor seletivo da enzima iNOS, em animais WT antes do condicionamento ou antes da re-exposição ao contexto do condicionamento. O 1400W (0,75; 1,5; 3 µg/kg) não reproduziu os efeitos observados em animais iNOS KO, corroborando os efeitos dependentes da compensação por nNOS nos KO. Dessa forma, para avaliar se a inibição da nNOS no CPFm seria capaz de atenuar o comportamento dos iNOS KO, inicialmente avaliamos se tal inibição no CPFm de animais WT com N-propil-L-arginina (NPLA), inibidor seletivo da nNOS (0,04; 0,1; 0,4 nmol/0,1 µL) facilitaria a aquisição da memória de extinção. Como tal efeito não foi evidenciado de forma significativa, os experimentos com os iNOS KO não foram realizados. Experimentos de imunohistoquímica e biomoleculares avaliaram a expressão de componentes do sistema nitrérgico e eCB, bem como os níveis de AEA e 2-AG no CPF de animais iNOS KO. Em condições basais, os iNOS KO apresentaram maior expressão de nNOS nas porções pré-límbica (PL) e infralímbica (IL) do CPFm e aumento dos níveis de 2-AG. Após a expressão do medo, houve aumento da expressão gênica de TRPV1 e NAPE-PLD no CPF dos iNOS KO, mas uma redução desses marcadores foi observada após a evocação da extinção. Finalmente, foi investigada a modulação do sistema eCB em animais iNOS KO popr meio da administração de URB597 (inibidor da FAAH), SB366791 (inibidor de TRPV1) ou AA-5HT (inibidor dual de FAAH/TRPV1) nas doses de 0,1, 0,3 e 1 mg/kg. Apenas a AA-5HT foi eficaz em promover a extinção da memória de medo e evocação da memória de extinção, sugerindo que apenas o bloqueio de CB1 ou TRPV1 não é suficiente para facilitar a evocação da extinção, sendo necessária a ativação de ambos os receptores. Esses achados ressaltam a complexidade da interação entre os sistemas nitrérgico e endocanabinoide na modulação do comportamento de medo, sugerindo que a combinação de abordagens farmacológicas pode ser necessária para melhorar a extinção da memória de medo em modelos de TEPT e outras condições relacionadas ao medo.
id USP_f4b2827fcb3d9440c17129ec5208c6b6
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-04042025-102523
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str
spelling Interação entre os sistemas endocanabinoide e nitrérgico na modulação da memória de medo e influência do sexo em comportamentos defensivos em camundongos iNOS knockoutInteraction between the endocannabinoid and nitrergic systems in the modulation of fear memory and the influence of sex on defensive behaviors in iNOS knockout miceEndocanabinoidesEndocannabinoidsExtinçãoExtinctionMemóriaMemoryNitric oxideÓxido nitricoPTSDTEPTEstímulos aversivos/estressores estão envolvidos no desenvolvimento de transtornos psiquiátricos, como o transtorno de estresse pós-traumático (TEPT), e o óxido nítrico (NO) parece desempenhar um papel importante nesse processo. Uma das fontes de NO é a ativação da sintase induzível de NO (iNOS) por estresse, glutamato ou mediadores inflamatórios. Entretanto, a principal fonte de NO no encéfalo, que também é ativada pelo estresse, é a isoforma neuronal na NOS, a nNOS. A exposição ao estresse pode ativar o sistema endocanabinoide (eCB), que interage com o sistema nitrérgico na modulação de respostas relacionadas ao estresse e reações defensivas. Nesse contexto, nosso grupo demonstrou anteriormente que camundongos iNOS knockout (KO) apresentam aumento compensatório na expressão de nNOS no córtex pré-frontal medial (CPFm), mas não no hipocampo, e déficits na extinção do medo, comportamento semelhante ao observado em pacientes com TEPT. Essas alterações no sistema nitrérgico parecem estar associadas também à desregulação do sistema eCB em ambas as regiões cerebrais. Administração sistêmica de inibidores de nNOS ou da enzima amida hidrolase de ácido graxo (FAAH), que metaboliza o eCB anandamida (AEA), atenuaram os déficits comportamentais em camundongos iNOS KO. Os efeitos da AEA podem ser mediados por receptores canabinoide tipo 1 (CB1) ou vaniloide de potencial transitório tipo 1 (TRPV1), modulando a expressão de medo e ansiedade por meio de mecanismos opostos envolvendo a via NMDA/NO. Considerando o envolvimento do NO na resposta ao estresse, este trabalho investigou inicialmente se o sexo poderia influenciar o fenótipo comportamental de camundongos iNOS KO, com ênfase no processamento de memórias aversivas e comportamentos do tipo ansioso e depressivo. Foi observado que as fêmeas iNOS KO mostraram comportamentos mais ansiosos, enquanto os machos exibiram comportamentos antidepressivos no teste de nado forçado (TNF), mas apresentaram déficits na extinção da memória de medo e na evocação da memória de extinção. Não foram observados déficits cognitivos gerais em testes como o labirinto em Y e reconhecimento de objetos (RO), sugerindo que os prejuízos cognitivos dos iNOS KO parecem estar restritos à memória de medo. Os experimentos a seguir foram realizados apenas com machos. Para avaliar se a inibição farmacológica da iNOS seria suficiente para provocar déficits na memória de extinção semelhantes aos observados em animais iNOS KO, foi avaliado o efeito da administração aguda de 1400W, um inibidor seletivo da enzima iNOS, em animais WT antes do condicionamento ou antes da re-exposição ao contexto do condicionamento. O 1400W (0,75; 1,5; 3 µg/kg) não reproduziu os efeitos observados em animais iNOS KO, corroborando os efeitos dependentes da compensação por nNOS nos KO. Dessa forma, para avaliar se a inibição da nNOS no CPFm seria capaz de atenuar o comportamento dos iNOS KO, inicialmente avaliamos se tal inibição no CPFm de animais WT com N-propil-L-arginina (NPLA), inibidor seletivo da nNOS (0,04; 0,1; 0,4 nmol/0,1 µL) facilitaria a aquisição da memória de extinção. Como tal efeito não foi evidenciado de forma significativa, os experimentos com os iNOS KO não foram realizados. Experimentos de imunohistoquímica e biomoleculares avaliaram a expressão de componentes do sistema nitrérgico e eCB, bem como os níveis de AEA e 2-AG no CPF de animais iNOS KO. Em condições basais, os iNOS KO apresentaram maior expressão de nNOS nas porções pré-límbica (PL) e infralímbica (IL) do CPFm e aumento dos níveis de 2-AG. Após a expressão do medo, houve aumento da expressão gênica de TRPV1 e NAPE-PLD no CPF dos iNOS KO, mas uma redução desses marcadores foi observada após a evocação da extinção. Finalmente, foi investigada a modulação do sistema eCB em animais iNOS KO popr meio da administração de URB597 (inibidor da FAAH), SB366791 (inibidor de TRPV1) ou AA-5HT (inibidor dual de FAAH/TRPV1) nas doses de 0,1, 0,3 e 1 mg/kg. Apenas a AA-5HT foi eficaz em promover a extinção da memória de medo e evocação da memória de extinção, sugerindo que apenas o bloqueio de CB1 ou TRPV1 não é suficiente para facilitar a evocação da extinção, sendo necessária a ativação de ambos os receptores. Esses achados ressaltam a complexidade da interação entre os sistemas nitrérgico e endocanabinoide na modulação do comportamento de medo, sugerindo que a combinação de abordagens farmacológicas pode ser necessária para melhorar a extinção da memória de medo em modelos de TEPT e outras condições relacionadas ao medo.Aversive stimuli and stressors are involved in the development of psychiatric disorders, such as post-traumatic stress disorder (PTSD), and nitric oxide (NO) appears to play an important role in this process. One source of NO is the activation of inducible nitric oxide synthase (iNOS) by stress, glutamate, or inflammatory mediators. However, the main source of NO in the brain, which is also activated by stress, is the neuronal isoform, nNOS. Exposure to stress can activate the endocannabinoid (eCB) system, which interacts with the nitrergic system in modulating stress-related behaviors and defensive responses. In this context, our group has previously demonstrated that iNOS knockout (KO) mice exhibit compensatory increase in nNOS expression in the medial prefrontal cortex (mPFC) but not in the hippocampus, as well as déficits in fear extinction - a behavior similar to that observed in PTSD patients. These alterations in the nitrergic system also seem to be associated with dysregulation of the eCB system in both brain regions. Systemic administration of inhibitors of nNOS or fatty acid amide hydrolase (FAAH), which metabolizes the endocannabinoid anandamide (AEA), attenuated the behavioral deficits observed in iNOS KO mice. AEA\'s effects may be mediated by cannabinoid type 1 (CB1) receptors or transient receptor potential vanilloid type 1 (TRPV1), modulating fear and anxiety expression through opposing mechanisms involving the NMDA/NO pathway. Given the involvement of NO in the stress response, this study initially investigated whether sex could influence the behavioral phenotype of iNOS KO mice, with na emphasis on the processing of aversive memories and anxiety- and depression-like behaviors. It was observed that iNOS KO females exhibited more anxious behaviors, whereas males showed antidepressant-like behaviors in the forced swim test (FST) but exhibited deficits in fear extinction memory and extinction recall. No general cognitive deficits were observed in tests such as the Y-maze and object recognition (OR), suggesting that iNOS KO cognitive impairments appear to be restricted to fear memory. Subsequent experiments were conducted only with males. Next, to evaluate whether the pharmacological inhibition of iNOS would be sufficient to induce fear extinction memory deficits similar to those observed in iNOS KO animals, the acute administration of 1400W, a selective iNOS inhibitor, was tested in WT animals before conditioning or before re-exposure to the conditioning context. 1400W (0.75; 1.5; 3 µg/kg) did not reproduce the effects observed in iNOS KO animals, corroborating the nNOS-dependent compensatory effects in KO mice. Thus, to assess whether nNOS inhibition in the mPFC could attenuate the behavior of iNOS KO mice, we first evaluated whether such inhibition in the mPFC of WT animals with N-propyl-L-arginine (NPLA), a selective nNOS inhibitor (0.04; 0.1; 0.4 nmol/0.1 µL), would facilitate fear extinction memory acquisition. As no significant effect was observed, experiments with iNOS KO animals were not conducted. Immunohistochemical and biomolecular experiments evaluated the expression of nitrergic and eCB system components, as well as AEA and 2-AG levels, in the mPFC of iNOS KO animals. Under baseline conditions, iNOS KO mice exhibited increased nNOS expression in the prelimbic (PL) and infralimbic (IL) portions of the mPFC and elevated 2-AG levels. After fear expression, an increase in TRPV1 and NAPE-PLD gene expression was observed in the mPFC of iNOS KO mice, but a reduction in these markers was noted after extinction recall. Finally, the modulation of the eCB system in iNOS KO animals was investigated through the administration of URB597 (a FAAH inhibitor), SB366791 (a TRPV1 inhibitor), or AA-5HT (a dual FAAH/TRPV1 inhibitor) at doses of 0.1, 0.3, and 1 mg/kg. Only AA-5HT was effective in promoting fear extinction memory and extinction recall, suggesting that blocking either CB1 or TRPV1 alone is insufficient to facilitate extinction recall, requiring the activation of both receptors. These findings highlight the complexity of the interaction between the nitrergic and endocannabinoid systems in modulating fear-related behavior, suggesting that combining pharmacological approaches may be necessary to improve fear extinction memory in PTSD models and other fear-related conditions.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPLisboa, Sabrina Francesca de SouzaFerreira, Bruna Felippe2024-12-10info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17133/tde-04042025-102523/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/openAccesspor2025-07-23T14:32:02Zoai:teses.usp.br:tde-04042025-102523Biblioteca 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:27212025-07-23T14:32:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Interação entre os sistemas endocanabinoide e nitrérgico na modulação da memória de medo e influência do sexo em comportamentos defensivos em camundongos iNOS knockout
Interaction between the endocannabinoid and nitrergic systems in the modulation of fear memory and the influence of sex on defensive behaviors in iNOS knockout mice
title Interação entre os sistemas endocanabinoide e nitrérgico na modulação da memória de medo e influência do sexo em comportamentos defensivos em camundongos iNOS knockout
spellingShingle Interação entre os sistemas endocanabinoide e nitrérgico na modulação da memória de medo e influência do sexo em comportamentos defensivos em camundongos iNOS knockout
Ferreira, Bruna Felippe
Endocanabinoides
Endocannabinoids
Extinção
Extinction
Memória
Memory
Nitric oxide
Óxido nitrico
PTSD
TEPT
title_short Interação entre os sistemas endocanabinoide e nitrérgico na modulação da memória de medo e influência do sexo em comportamentos defensivos em camundongos iNOS knockout
title_full Interação entre os sistemas endocanabinoide e nitrérgico na modulação da memória de medo e influência do sexo em comportamentos defensivos em camundongos iNOS knockout
title_fullStr Interação entre os sistemas endocanabinoide e nitrérgico na modulação da memória de medo e influência do sexo em comportamentos defensivos em camundongos iNOS knockout
title_full_unstemmed Interação entre os sistemas endocanabinoide e nitrérgico na modulação da memória de medo e influência do sexo em comportamentos defensivos em camundongos iNOS knockout
title_sort Interação entre os sistemas endocanabinoide e nitrérgico na modulação da memória de medo e influência do sexo em comportamentos defensivos em camundongos iNOS knockout
author Ferreira, Bruna Felippe
author_facet Ferreira, Bruna Felippe
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Lisboa, Sabrina Francesca de Souza
dc.contributor.author.fl_str_mv Ferreira, Bruna Felippe
dc.subject.por.fl_str_mv Endocanabinoides
Endocannabinoids
Extinção
Extinction
Memória
Memory
Nitric oxide
Óxido nitrico
PTSD
TEPT
topic Endocanabinoides
Endocannabinoids
Extinção
Extinction
Memória
Memory
Nitric oxide
Óxido nitrico
PTSD
TEPT
description Estímulos aversivos/estressores estão envolvidos no desenvolvimento de transtornos psiquiátricos, como o transtorno de estresse pós-traumático (TEPT), e o óxido nítrico (NO) parece desempenhar um papel importante nesse processo. Uma das fontes de NO é a ativação da sintase induzível de NO (iNOS) por estresse, glutamato ou mediadores inflamatórios. Entretanto, a principal fonte de NO no encéfalo, que também é ativada pelo estresse, é a isoforma neuronal na NOS, a nNOS. A exposição ao estresse pode ativar o sistema endocanabinoide (eCB), que interage com o sistema nitrérgico na modulação de respostas relacionadas ao estresse e reações defensivas. Nesse contexto, nosso grupo demonstrou anteriormente que camundongos iNOS knockout (KO) apresentam aumento compensatório na expressão de nNOS no córtex pré-frontal medial (CPFm), mas não no hipocampo, e déficits na extinção do medo, comportamento semelhante ao observado em pacientes com TEPT. Essas alterações no sistema nitrérgico parecem estar associadas também à desregulação do sistema eCB em ambas as regiões cerebrais. Administração sistêmica de inibidores de nNOS ou da enzima amida hidrolase de ácido graxo (FAAH), que metaboliza o eCB anandamida (AEA), atenuaram os déficits comportamentais em camundongos iNOS KO. Os efeitos da AEA podem ser mediados por receptores canabinoide tipo 1 (CB1) ou vaniloide de potencial transitório tipo 1 (TRPV1), modulando a expressão de medo e ansiedade por meio de mecanismos opostos envolvendo a via NMDA/NO. Considerando o envolvimento do NO na resposta ao estresse, este trabalho investigou inicialmente se o sexo poderia influenciar o fenótipo comportamental de camundongos iNOS KO, com ênfase no processamento de memórias aversivas e comportamentos do tipo ansioso e depressivo. Foi observado que as fêmeas iNOS KO mostraram comportamentos mais ansiosos, enquanto os machos exibiram comportamentos antidepressivos no teste de nado forçado (TNF), mas apresentaram déficits na extinção da memória de medo e na evocação da memória de extinção. Não foram observados déficits cognitivos gerais em testes como o labirinto em Y e reconhecimento de objetos (RO), sugerindo que os prejuízos cognitivos dos iNOS KO parecem estar restritos à memória de medo. Os experimentos a seguir foram realizados apenas com machos. Para avaliar se a inibição farmacológica da iNOS seria suficiente para provocar déficits na memória de extinção semelhantes aos observados em animais iNOS KO, foi avaliado o efeito da administração aguda de 1400W, um inibidor seletivo da enzima iNOS, em animais WT antes do condicionamento ou antes da re-exposição ao contexto do condicionamento. O 1400W (0,75; 1,5; 3 µg/kg) não reproduziu os efeitos observados em animais iNOS KO, corroborando os efeitos dependentes da compensação por nNOS nos KO. Dessa forma, para avaliar se a inibição da nNOS no CPFm seria capaz de atenuar o comportamento dos iNOS KO, inicialmente avaliamos se tal inibição no CPFm de animais WT com N-propil-L-arginina (NPLA), inibidor seletivo da nNOS (0,04; 0,1; 0,4 nmol/0,1 µL) facilitaria a aquisição da memória de extinção. Como tal efeito não foi evidenciado de forma significativa, os experimentos com os iNOS KO não foram realizados. Experimentos de imunohistoquímica e biomoleculares avaliaram a expressão de componentes do sistema nitrérgico e eCB, bem como os níveis de AEA e 2-AG no CPF de animais iNOS KO. Em condições basais, os iNOS KO apresentaram maior expressão de nNOS nas porções pré-límbica (PL) e infralímbica (IL) do CPFm e aumento dos níveis de 2-AG. Após a expressão do medo, houve aumento da expressão gênica de TRPV1 e NAPE-PLD no CPF dos iNOS KO, mas uma redução desses marcadores foi observada após a evocação da extinção. Finalmente, foi investigada a modulação do sistema eCB em animais iNOS KO popr meio da administração de URB597 (inibidor da FAAH), SB366791 (inibidor de TRPV1) ou AA-5HT (inibidor dual de FAAH/TRPV1) nas doses de 0,1, 0,3 e 1 mg/kg. Apenas a AA-5HT foi eficaz em promover a extinção da memória de medo e evocação da memória de extinção, sugerindo que apenas o bloqueio de CB1 ou TRPV1 não é suficiente para facilitar a evocação da extinção, sendo necessária a ativação de ambos os receptores. Esses achados ressaltam a complexidade da interação entre os sistemas nitrérgico e endocanabinoide na modulação do comportamento de medo, sugerindo que a combinação de abordagens farmacológicas pode ser necessária para melhorar a extinção da memória de medo em modelos de TEPT e outras condições relacionadas ao medo.
publishDate 2024
dc.date.none.fl_str_mv 2024-12-10
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17133/tde-04042025-102523/
url https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17133/tde-04042025-102523/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1844786326397779968