A influência do dimorfismo sexual sobre alterações comportamentais, neuroquímicas e intestinais observadas em um modelo experimental da doença de Parkinson

Abstract

Grande parte do conhecimento adquirido sobre a doença de Parkinson (DP) é baseado em estudos clínicos e em modelos animais que utilizaram, exclusivamente ou majoritariamente, sujeitos do sexo masculino. No entanto, grande parte da população acometida pela doença inclui mulheres, que experenciam a DP de forma distinta. Enquanto os homens tendem a apresentar os sintomas motores cardinais com maior ênfase, a depressão, ansiedade e a constipação são mais comuns em mulheres. Esses e outros sintomas não motores podem surgir até 20 anos antes do diagnóstico clínico e por isso acredita-se na forte associação destes com a progressão e a origem da DP. A administração intranasal de 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridina (MPTP) representa um modelo de exposição periférica que reproduz várias características observadas nas fases iniciais da DP, como a disfunção olfatória em camundongos machos e comportamento tipo-depressivo em camundongos fêmeas, além da progressão da neurodegeneração que se inicia no bulbo olfatório. Assim, o principal objetivo desse estudo foi investigar a influência do sexo biológico nas alterações comportamentais, neuroquímicas e intestinais induzidas pela administração intranasal de uma dose baixa de MPTP (0,5 mg/narina). Foram realizados dois protocolos comportamentais com camundongos machos e fêmeas de linhagem C57BL/6 avaliando a discriminação olfatória, motilidade fecal, respostas relacionadas à anedonia, depressão e ansiedade e atividade locomotora. Adicionalmente, foi avaliada a abundância dos principais filos bacterianos no conteúdo fecal e a resposta de contração à acetilcolina e à dopamina nos segmentos de íleo isolado destes animais. A administração intranasal de MPTP utilizando uma dose baixa (0,5 mg/narina) induziu um prejuízo na habilidade olfatória no dia 5, um comportamento do tipo-ansioso no dia 12 e do tipo-depressivo no dia 14, seletivamente em camundongos fêmeas. Ao mesmo tempo, ambos machos e fêmeas apresentaram redução nos níveis de dopamina no estriado após 16 dias da administração, mas nenhum comprometimento motor no campo aberto (dia 14 ou 15). Foi observado que as fêmeas apresentaram maior turnover de serotonina no hipocampo, além de um aumento na abundância do filo Bacteroidetes no conteúdo fecal após a administração intranasal de MPTP. Ainda, observamos que os segmentos isolados de íleo dos camundongos fêmeas exibem uma resposta de relaxamento maior frente à contração fásica de acetilcolina e às maiores concentrações de dopamina (100 e 300 µM) após o tratamento. Em conjunto, os resultados obtidos neste trabalho indicam uma maior susceptibilidade de camundongos fêmeas da linhagem C57BL/6 à administração intranasal de uma dose baixa de MPTP (0,5 mg/narina), reforçando a importância das diferenças sexuais nos estudos de comportamentos não motores associados a DP.

Abstract: Most of our knowledge about Parkinson's disease (PD) is based on clinical studies and animal models that used, exclusively or mainly, male subjects. However, a large part of the population affected by the disease includes women, who experience PD differently. While men tend to have more prominent cardinal motor symptoms, depression, anxiety, and constipation are more common in women. These and other non-motor symptoms can appear as early as twenty years before clinical diagnosis. Therefore, it is believed that they are strongly associated with the progression and origins of PD. Intranasal administration of 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) represents a model of peripheral exposure that reproduces several characteristics observed in the early stages of PD, such as olfactory dysfunction in male mice and depressive-like behavior in female mice, in addition to neurodegeneration progression that starts in the olfactory bulb. This study aimed to investigate the influence of biological sex on behavioral, neurochemical, and intestinal changes induced by intranasal administration of a low dose of MPTP (0.5 mg/nostril). Two behavioral protocols were carried out with male and female mice of the C57BL/6 strain, evaluating olfactory discrimination, fecal motility, responses related to anhedonia, depression, anxiety, and locomotor activity. Additionally, the abundance of the main bacterial phyla in fecal content and the contraction response to acetylcholine and dopamine in isolated ileum segments were evaluated. Intranasal administration of MPTP using a low dose (0.5 mg/nostril) induced impaired olfactory ability on day 5, anxious-like behavior on day 12, and depressive-like behavior on day 14 selectively in female mice. At the same time, both males and females showed a reduction of dopamine levels in striatum after 16 days of administration but no motor impairment in the open field (day 14 or 15). It was observed that females mice had higher serotonin turnover in hippocampus and an increase in abundance of the phylum Bacteroidetes on fecal content after intranasal administration of MPTP. Furthermore, we observed that isolated ileum segments from female mice exhibit a greater relaxation response to phasic contraction of acetylcholine and higher concentrations of dopamine (100 and 300 µM) after treatment. Together, results obtained in this study indicate a greater susceptibility of female mice of C57BL/6 strain to intranasal administration of a low dose of MPTP (0.5 mg/nostril), reinforcing the importance of sex differences in non-motor behavior associated with PD.