Efeitos comportamentais e neuroquímicos induzidos pela injeção bilateral de 6-hidroxidopamina no estriado de ratos das linhagens SRH e SLA16

Abstract

As linhagens isogênicas de ratos Spontaneously Hypertensive Rats (SHR) e SHR.LEW-Anxrr16 (SLA16) são geneticamente idênticas exceto por uma região do cromossomo 4. Essa região genômica diferencial (RGD) foi previamente ligada a diferenças em comportamentos relacionados à emocionalidade e aprendizado/memória. Evidências experimentais contribuem em favor de um papel importante da neurotransmissão por dopamina (DA), mas diversos aspectos do comportamento e neuroquímica das linhagens ainda não estão claros. Neste estudo, ratos SHR e SLA16 foram divididos em grupos controle (SHAM) e lesionados bilateralmente por 6-hidroxidopamina (6-OHDA; 10 µg/sítio) no estriado dorsolateral (EDL). Todos os animais também receberam injeção de desipramina (DMI, 20 mg/kg) antes da cirurgia para aumentar a seletividade dopaminérgica da lesão. Os grupos foram comparados em três conjuntos de experimentos desenhados para identificar efeitos dependentes do genótipo e/ou da lesão por 6-OHDA no comportamento e neuroquímica. O primeiro bloco experimental investigou possíveis diferenças no desempenho motor que poderiam atuar como fatores de confusão nos experimentos subsequentes. O segundo bloco, por sua vez, focou em efeitos de linhagem e tratamento sobre índices experimentais de ansiedade, memórias de curto-prazo e comportamento na caixa-moradia. Por fim, o terceiro bloco foi destinado à investigação de comportamentos tipo-anedônico e tipo-depressivo, assim como níveis de DA e serotonina (5-HT), metabólitos e o turnover no estriado, córtex pré-frontal (CPF) e hipocampo. Em suma, a injeção bilateral de 10 µg de 6-OHDA no EDL de ratos SHR e SLA16 foi incapaz de alterar o desempenho motor em diferentes testes. Reduziu, no entanto, o tempo gasto nos braços abertos do labirinto em cruz elevado (LCE) e o comportamento de autolimpeza durante o teste do esguicho (ESG). No teste do nado forçado (NF), animais lesionados demonstraram aumento da imobilidade e redução do tempo de escalada. A análise neuroquímica mostrou um impacto da injeção de 6-OHDA sobre o turnover de DA no CPF, mas não no estriado. Ainda, o tratamento induziu apenas baixas taxas de mortalidade e perda de massa, sem impacto sobre o consumo de líquidos. Diferenças entre linhagens de forma independente da lesão foram encontradas no teste do campo aberto (CA), total de entradas e avaliação de risco no LCE, e na tarefa reconhecimento de objeto (RO). Ratos SLA16 também apresentaram maior nível e turnover reduzido de 5-HT no estriado quando comparados aos SHR. Efeitos farmacogenéticos não foram encontrados. O compilado de resultados mostra efeitos fracos a moderados da 6-OHDA no comportamento e neuroquímica, além de associação temporal entre prejuízos à emocionalidade e alteração de transmissão dopaminérgica no CPF. Em paralelo, dados da linhagem SLA16 corroboram a participação da RGD na expressão de ansiedade/emocionalidade e aprendizado/memória em ratos. A possível resiliência de ambas as linhagens ao dano induzido por 6-OHDA foi também discutida.

Abstract : Spontaneously Hypertensive Rats (SHR) and SHR.LEW-Anxrr16 (SLA16) isogenic rat strains are genetically identical except for a chromosome 4 region. This differential genomic region (DGR) was previously linked to behavioral differences related to emotionality and learning/memory. Experimental evidence contributes in favor of an important role of dopamine (DA) neurotransmission, but several behavioral and neurochemical aspects of these strains are yet not clear. On this study, SHR and SLA16 rats were divided in control (SHAM) and rats submitted to dorsolateral striatum (DLS) bilateral lesions with 6-hydroxydopamine (6-OHDA; 10 µg/site). All animals also received an injection of desipramine (DMI, 20 mg/kg) before surgery to increase dopaminergic selectivity of the lesions. The groups were compared in three sets of experiments designed to identify genotype and 6-OHDA-dependent effects on behavior and neurochemistry. The first experimental set investigated possible differences in motor performance that could act as confounding factors in the following experiments. The second, on the other hand, focused in strain and treatment effects on experimental indexes of anxiety, short-term memories and home cage behavior. Lastly, the third set of experiments aimed to investigate anhedonic- and depressive-like behavior, as well as DA and serotonin (5-HT) levels, metabolites and the turnover rate in the striatum, pre-frontal cortex (PFC) and hippocampus. In short, the bilateral injection of 10 µg of 6-OHDA in the DLS of SHR and SLA16 rats was unable to alter the motor performance in a variety of tests. It reduced, however, the time spent in the open arms of the elevated plus maze (EPM) and grooming behavior during the splash test (ST). In the forced-swim test (FST), lesioned animals showed increased immobility and decreased escalating time. Neurochemical analysis demonstrated an impact of 6-OHDA injection in the DA turnover in PFC, but not in the striatum. Additionally, the treatment induced only low rates of mortality and weight loss, and had no impact over liquid consumption. Differences between strains in a lesion-independent manner were found in the open-field test (OF), total entries and risk assessment in the EPM, and object recognition task (OR). SLA16 rats also presented higher level and reduced turnover of 5-HT in the striatum when compared to SHR. No pharmacogenetic effects were found. The compiled results show weak to moderate effects of 6-OHDA on behavior and neurochemistry, as well as temporal association between emotional impairment and alteration of dopaminergic transmission in the PFC. In parallel, data from the SLA16 strain corroborate the participation of the DGR in the expression of anxiety/emotionality and learning/memory in rats. Possible resilience of both strains to 6-OHDA-induced damage is also discussed.