O envolvimento do receptor adenosinérgico A2A na consolidação e generalização de uma memória de medo condicionado ao contexto em ratos

Abstract

O armazenamento de memórias aversivas associativas é um processo neurobiológico importante, pois favorece a adaptação e a sobrevivência de um indivíduo em ambientes complexos e dinâmicos. Memórias relacionadas a eventos estressantes e potencialmente prejudiciais são armazenadas de maneira mais intensa e duradoura para que uma vez confrontado com uma ameaça em potencial, o indivíduo selecione uma resposta defensiva apropriada com base em suas experiências anteriores. Entretanto, quando tais respostas também se manifestam frente a outros estímulos não ameaçadores e não relacionados à memória original (fenômeno denominado de expressão generalizada da resposta de medo), podem conduzir o indivíduo à re-experiência do medo frente a situações seguras, a um estado de hipervigilância constante e à manifestação de respostas fisiológicas exageradas, interferindo de maneira significativa com sua qualidade de vida. A pesquisa utilizando modelos animais tem permitido investigar os circuitos cerebrais, alterações de plasticidade sináptica, neurotransmissão e vias neuromodulatórias envolvidos no processamento de memórias aversivas associativas e na expressão generalizada da resposta de medo. Nas últimas décadas, embora o sistema adenosinérgico tenha emergido como uma via neuromodulatória envolvida no processamento das emoções e armazenamento de memórias aversivas, na regulação da transmissão sináptica e da comunicação celular, a contribuição do receptor adenosinérgico A2A (A2AR) para a consolidação de uma memória aversiva de maior intensidade e para a expressão generalizada de respostas de medo permanecem pouco explorados e foram o alvo de estudo deste trabalho. Para tanto, Ratos Wistar foram submetidos a protocolos de condicionamento aversivo ao contexto, e avaliou-se o efeito da modulação farmacológica do A2AR durante a consolidação desta memória aversiva sobre parâmetros comportamentais, neuroquímicos e funcionais relacionados à posterior expressão generalizada de respostas de medo. Dentre os principais achados deste trabalho, foi possível observar que a administração sistêmica de SCH 58261 (antagonista seletivo do A2AR) durante a consolidação da memória aversiva resulta, nos dias subsequentes, no aumento sustentado da resposta de medo nos contextos pareado e novo, sugerindo que tal manipulação farmacológica favorece o armazenamento da memória aversiva associativa e induz um aumento da expressão generalizada de resposta de medo. De maneira oposta, a administração sistêmica de CGS 21680 (agonista seletivo do A2AR) reduz o tempo de congelamento nos contextos pareado e novo, ou seja, prejudica a consolidação da memória aversiva e reduz a expressão generalizada da resposta de medo. Ainda, através da obtenção de registros eletrofisiológicos extracelulares, foi observado que o antagonismo sistêmico do A2AR durante a consolidação da memória aversiva prejudica a liberação de neurotransmissores em fatias de amígdala lateral, mas não em fatias das porções dorsal ou ventral do hipocampo. Adicionalmente, em fatias de hipocampo dorsal, o protocolo de condicionamento per se induz um prejuízo na potenciação de longa duração (LTP), sendo esse efeito revertido pelo antagonismo sistêmico do A2AR. Por fim, o antagonismo seletivo do A2AR no hipocampo dorsal durante a consolidação da memória aversiva também induz o aumento sustentado do tempo de congelamento nos contextos pareado e novo nos dias subsequentes, ou seja, é suficiente para favorecer o armazenamento da memória aversiva condicionada ao contexto e induzir um aumento da expressão generalizada de resposta de medo. Em conjunto, os dados obtidos no presente trabalho demonstram que o A2AR desempenha um papel importante na consolidação de uma memória aversiva associativa, influenciando na especificidade e magnitude das respostas comportamentais manifestadas frente a posterior evocação destas informações.<br>

Abstract: The storage of associative aversive memories is an important neurobiological process, allowing the adaptation and survival of an individual in complex and dynamic environments. Memories related to stressful and potentially damaging events are stored in a more intense and lasting way for once faced with a potential threat, the individual selects a defensive response based on his previous experiences. However, when these responses are also manifested in the presence of other non-threatening stimuli and unrelated to the original memory (a phenomenon namely generalized expression of fear response), the individuals can re-experience fear even in safe situations, living in a state of constant hypervigilance and exhibiting exacerbated physiological responses, significantly impairing their quality of life. Preclinical research has allowed investigating brain circuits, changes in synaptic plasticity, neurotransmission and neuromodulatory pathways which are performed in the processing of associated aversive memories and in the generalized expression of the fear response. In recent decades, although the adenosinergic system has emerged as a neuromodulatory pathway involved in processing emotions and storage of aversive memories, recording synaptic transmission and cellular communication, the contribution from the A2A adenosinergic receptor (A2AR) to aversive memories of greater intensity and for generalized expression of fear responses remain little explored, and were investigated in this work. For this, adult male Wistar rats were subjected to contextual fear conditioning protocols and the effects of A2AR pharmacological modulation on behavioral, neurochemical and functional behaviors related to generalized expression of fear responses were recorded. Among the main results of this work, it was observed that the systemic administration of SCH 58261 (selective A2AR antagonist) during the aversive memory consolidation resulted, in the subsequent days, in a sustained increase of fear response in paired and new contexts, suggesting that such pharmacological manipulation potentiated memory storage and increased the generalized expression of fear response. Conversely, systemic administration of CGS 21680 (selective A2AR agonist) reduced freezing behavior in both paired and new context, that is, impaired aversive memory consolidation and reduced generalized expression of fear response. Likewise, it was observed through extracellular electrophysiological recordings that A2AR systemic antagonism during aversive memory consolidation impairs the release of neurotransmitters in lateral amygdala slices, but not in dorsal or ventral hippocampus slices. Additionally, in slices of dorsal hippocampus, the conditioning protocol impaired the induction of long-term potentiation (LTP), being this effect reversed by the systemic antagonism of A2AR. Finally, the selective A2AR antagonism in the dorsal hippocampus during consolidation increased fear response in both paired and new context, i.e., it is enough to support the storage of the context-conditioned aversive memory and increases generalized expression of fear response. Together, the data obtained in the present study demonstrate that A2AR plays an important role in the consolidation of an aversive associative memory, impacting the specificity and magnitude of the behavioral responses manifested in the subsequent evocation of this information