A hipercolesterolemia, induzida por dieta ou genótipo, impacta negativamente na formação de memórias aversivas contextuais em camundongos

Abstract

Evidências acumuladas ao longo das últimas décadas sugerem que a perturbação do metabolismo do colesterol pode ser prejudicial aos processos fisiológicos de aprendizagem e memória. Em especial, evidências epidemiológicas e clínicas têm indicado que indivíduos com hipercolesterolemia durante a vida adulta apresentam um risco aumentando de desenvolvimento de doença de Alzheimer décadas após. Neste sentido, a manipulação dos níveis de colesterol plasmático em roedores é um instrumento experimental importante ao entendimento da possível ligação entre colesterol e memória. O objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos da hipercolesterolemia em resposta a estímulos aversivos condicionados e incondicionados em camundongos. Em um primeiro protocolo experimental, camundongos fêmeas C57Bl/6, jovens (3 meses de idade) e idosas (24 meses de idade), foram alimentadas diariamente, durante quatro semanas, com uma dieta padrão (DP) para roedores ou dieta enriquecida com colesterol (1,5%; DEC) e, então, submetidos aos testes do labirinto em cruz elevado e condicionamento aversivo ao contexto. Ademais, camundongos fêmeas C57Bl/6 jovens foram tratados com a DP ou DEC, submetidos ao teste do condicionamento aversivo e, imediatamente após a sessão de treino, receberam veículo ou escopolamina (0,37 mg/kg; i.p.). Em outro protocolo experimental, camundongos C57Bl/6 do tipo selvagem ou nocautes para o receptor de LDL (rLDL-/-), com 12 meses de idade, foram submetidos ao teste do labirinto em cruz elevado e ao condicionamento aversivo contextual. Ainda, os animais foram submetidos ao teste do condicionamento aversivo e, imediatamente após a sessão de treino, receberam veículo ou donepezil (3 mg/kg; i.p.). Especificamente foi demonstrado que (i) a DEC aumentou a exploração dos braços abertos do labirinto em cruz elevado, tanto em camundongos jovens quanto idosos; (ii) a DEC especificamente prejudicou a formação da memória aversiva contextual em camundongos idosos; (iii) uma dose não efetiva de escopolamina prejudicou a consolidação da memória aversiva contextual em camundongos jovens expostos à DEC; (iv) camundongos rLDL-/- apresentaram um tempo de exploração dos braços abertos do labirinto significativamente maior que camundongos do tipo selvagem; (v) camundongos rLDL-/- apresentaram um prejuízo na formação da memória aversiva contextual; (vi) uma única administração do fármaco donepezil, inibidor da enzima acetilcolinesterase, na janela de consolidação da memória, foi capaz de mitigar o prejuízo de formação da memória aversiva contextual em camundongos rLDL-/-. Os achados do presente estudo sugerem que elevados níveis de colesterol plasmático, induzidos pela administração de dieta enriquecida com colesterol ou do genótipo, produzem um prejuízo na formação de uma memória aversiva contextual, evento que parece envolver o sistema de transmissão colinérgico.

Abstract : Accumulating evidence argues that cholesterol dyshomeostasis might be detrimental to human learning and memory. Researches of the last two decades have shown that people with high serum cholesterol concentration in midlife have a significantly higher risk of Alzheimer s disease (AD) in later life. In this regard, manipulations of cholesterol levels in rodents have shed some light on the relationship between cholesterol and memory. Herein we sought to evaluate the effects of hypercholesterolemia in response to unconditioned and conditioned aversive stimuli in mice. In one experimental set, young (3-months old) and aged (24-months-old) female C57Bl/6 mice were fed daily during 4 weeks with standard rodent diet (SD) or enriched cholesterol diet (ECD), and then submitted to the elevated plus maze test and to contextual aversive conditioning test. Moreover, 3-months-old C576Bl/6 female mice, fed daily during 4 weeks with SD or ECD, were submitted to the contextual aversive conditioning test and, immediately after training session, received vehicle or scopolamine (0.37 mg/kg; i.p.). In another experimental set, 12-months-old C576Bl/6 and LDLr-/- female mice were submitted to the elevated plus maze test and to contextual aversive conditioning test. Also, they were submitted to the contextual aversive conditioning test and, immediately after training session, received vehicle or donepezil (3.0 mg/kg; i.p.). Specifically, we found that (i) ECD increased open-arms exploratory behavior, both in young and aged mice; (ii) ECD specifically impaired contextual aversive memory retrieval in aged mice; (iii) an ineffective dose of scopolamine impaired aversive memory consolidation in young mice exposed to ECD; (iv) LDLr-/- mice spent significantly more time in the open arms of the elevated plus maze in comparison with wildtype mice; (v) LDLr-/- mice presented impaired contextual aversive memory retrieval; (vi) boosting cholinergic neurotransmission, by a single donepezil administration on consolidation window, lead to improvement of aversive memory consolidation in LDLr-/- mice. Our findings suggest that high levels of cholesterol induced by either cholesterol-enriched diet or genetic deletion of LDLr, produces a decrease on freezing behavior in the contextual aversive conditioning test, which seems to involve a cholinergic dysfunction.