Desenvolvimento temporal de prejuízos comportamentais induzidos pela administração de 6-hidroxidopamina no locus coeruleus: envolvimento dos receptores ß3-adrenérgicos

Abstract

Em diversas doenças neurodegenerativas é encontrada uma degeneração precoce e extensa de neurônios noradrenérgicos do locus coeruleus (LC), a qual pode estar associada a alterações comportamentais observadas nestes pacientes. No presente estudo, investigou-se a ativação da sinalização apoptótica e o desenvolvimento temporal de prejuízos comportamentais em ratos após a lesão noradrenérgica seletiva do LC ser induzida por 6-hidroxidopamina (6-OHDA). O envolvimento dos receptores ß3-adrenérgicos também foi avaliado frente ao efeito restaurador da noradrenalina (NA) sobre os prejuízos comportamentais induzidos pela administração de 6-OHDA no LC. Para tal, o inibidor do transportador de dopamina nomifensina foi administrado 1 h antes das injeções estereotáxicas bilaterais de 6-OHDA (5, 10 ou 20 µg/hem) no LC. No grupo SHAM foi administrado apenas o veículo. Todas as análises foram realizadas 7, 21 ou 42 dias após a cirurgia. Todas as doses testadas de 6-OHDA promoveram morte neuronal em todos os tempos analisados, mas somente a dose de 20 µg/hem de 6-OHDA comprometeu a coordenação motora e o equilíbrio dos ratos. Com base nestes resultados, a menor dose de 6-OHDA (5 µg/hem) foi escolhida para os experimentos subsequentes. A injeção de 6-OHDA prejudicou a discriminação olfatória e a memória de longa duração 7 dias após a cirurgia. O prejuízo na memória de curta duração foi observado em todos os períodos e o comportamento tipo-depressivo aos 21 e aos 42 dias após a injeção. Além disso, a infusão de 6-OHDA aumentou a relação Bax/Bcl2 e os níveis proteicos de caspase 3 clivada, e diminuiu o imunoconteúdo de dopamina ß-hidroxilase no LC. A disfunção na neurotransmissão da NA foi observada no LC, bulbo olfatório, córtex pré-frontal, hipocampo e estriado. Por fim, a infusão intranasal do antagonista do receptor ß3-adrenérgico (SR59230A) e de NA foram conduzidas antes dos testes comportamentais. A administração de NA restaurou os prejuízos olfatórios, na memória de curta duração e o comportamento tipo-depressivo, sendo estas respostas bloqueadas pelo SR59230A. Estes resultados indicam que a ativação da sinalização apoptótica induzida pela 6-OHDA promove a degeneração de neurônios noradrenérgicos do LC seguida pela disfunção da neurotransmissão central da NA, podendo apresentar um papel crucial no desenvolvimento de alterações olfatórias, cognitivas e emocionais observadas em muitas doenças neurodegenerativas. Adicionalmente, a modulação dos receptores ß3-adrenérgicos parece ser uma estratégia farmacológica útil para o tratamento desses prejuízos comportamentais.

Abstract : In diverse neurodegenerative diseases is found an early and extensive degeneration of noradrenergic neurons of the locus coeruleus (LC), which may be associated to behavioral changes observed in these patients. In the present study, we investigated the apoptotic signaling activation and the temporal development of behavioral impairments in rats following a selective noradrenergic lesion of the LC induced by 6-hydroxydopamine (6-OHDA). The involvement of ß3-adrenergic receptors also was evaluated in the restoring effect of noradrenaline (NA) on the behavioral impairments induced by 6-OHDA administration into the LC. For this, the inhibitor of dopamine transporter nomifensine was administered 1 hour before the stereotaxic bilateral injections of 6-OHDA (5, 10 or 20 µg/hem) into the LC. In the SHAM group was administered just vehicle. All analyses were performed at 7, 21 or 42 days after the surgery. All tested doses of 6-OHDA promoted neuronal death in all evaluated times, but only the dose of 20 µg/hem of 6-OHDA disrupted the motor coordination and balance of rats. Based on these findings, the lowest 6-OHDA dose (5 µg/hem) was chosen for the subsequent experiments. 6-OHDA injection disrupted olfactory discrimination and long-term memory 7 days after the surgery. Short-term memory impairment was observed in all periods and depressive-like behavior at 21 and 42 days after the injection. Moreover, 6-OHDA infusion increased Bax/Bcl2 relation and cleaved caspase 3 protein levels, and decreased the dopamine ß-hydroxylase immunocontent in the LC. NA neurotransmission dysfunction was observed in the LC, olfactory bulb, prefrontal cortex, hippocampus and striatum. Lastly, intranasal infusion of ß3-adrenergic receptor antagonist (SR59230A) and NA were carried out before behavioral tests. NA administration restored the olfactory, short-term memory, and depressive-like behavior impairments, being these responses blocked by SR59230A. These results indicate that 6-OHDA-induced apoptotic signaling activation promotes noradrenergic neurons degeneration of LC followed by central neurotransmission dysfunction of NA may present a crucial role in the development of olfactory, cognitive and emotional changes observed in many neurodegenerative diseases. Additionally, the ß3-adrenergic receptor modulation seems to be an useful pharmacological approach for treatment of these behavioral impairments.