Caracterização do comportamento de dor e funcionalidade em um modelo de osteoartrite induzido por monoiodoacetato de sódio (MIA) em camundongos

Abstract

A osteoartrite (OA) é um distúrbio musculoesquelético caracterizado pela degeneração progressiva da cartilagem articular. Em modelos experimentais, a OA pode ser induzida por métodos cirúrgicos, não invasivos, espontâneos ou químicos, sendo a injeção intra-articular de monoiodoacetato de sódio (MIA) uma das abordagens químicas mais utilizadas. Entretanto, persistem lacunas quanto às alterações comportamentais relacionadas à dor e funcionalidade, bem como os efeitos sobre fatores de crescimento, especialmente o fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), no sistema nervoso central (SNC). Diante disso, o presente estudo teve como objetivo investigar os comportamentos indicativos de dor, alterações funcionais e os níveis de BDNF no SNC de camundongos submetidos ao modelo de OA induzido por MIA. Foram utilizados camundongos Swiss adultos, machos e fêmeas, submetidos à injeção intra articular de MIA no joelho direito. Os animais foram distribuídos em quatro grupos experimentais: Naive, Salina, MIA e Diclofenaco. Ao longo de quatro semanas, foram realizados testes comportamentais para avaliação da dor e da funcionalidade. Na primeira semana, o córtex pré-frontal, hipocampo e medula espinhal foram coletados para a quantificação dos níveis de BDNF. Os animais do grupo MIA apresentaram manifestações comportamentais compatíveis com dor, incluindo hiperalgesia mecânica e térmica, dor espontânea (avaliadas por meio da escala grimace e do comportamento de guarda da pata), edema e alterações afetivo-emocionais (teste de esquiva). Além disso, observaram-se importantes déficits funcionais. Contudo, não foram detectadas alterações nos níveis de BDNF nas regiões analisadas do SNC. O tratamento com diclofenaco resultou em melhora significativa dos comportamentos relacionados à dor e funcionalidade, além de um aumento nos níveis de BDNF na medula espinhal. Em conclusão, o modelo experimental de OA induzido por MIA foi eficaz na indução de comportamentos relacionados à dor e na promoção de alterações funcionais desde a primeira semana após a indução, porém, sem impacto significativo sobre os níveis de BDNF no sistema nervoso central.

Abstract: Osteoarthritis (OA) is a musculoskeletal disorder characterized by progressive degeneration of articular cartilage. In experimental studies, OA can be induced by surgical, non-invasive, spontaneous, or chemical methods, with intra-articular injection of sodium monoiodoacetate (MIA) being one of the most used chemical approaches. However, there are still gaps regarding behavioral changes related to pain and functionality, as well as the effects on growth factors, particularly brain-derived neurotrophic factors (BDNF), in the central nervous system (CNS). Therefore, the present study aimed to investigate pain-related behaviors, functional alterations, and BDNF levels in the CNS of mice subjected to the MIA-induced OA model. Adult male and female Swiss mice were used and received intra-articular injections of MIA in the right knee. Animals were allocated into four experimental groups: naive, saline, MIA, and diclofenac. Behavioral tests assessing pain and functionality were conducted over four weeks to characterize the animal model. In the first week, the prefrontal cortex, hippocampus, and spinal cord were collected for BDNF quantification. MIA-treated animals exhibited behavioral manifestations consistent with pain, including mechanical and thermal hyperalgesia, spontaneous pain (assessed by grimace scale and paw guarding behavior), edema, and affective emotional alterations (avoidance test). Moreover, significant functional impairments were observed. However, no changes in BDNF levels were detected in the CNS regions analyzed. Treatment with diclofenac significantly improved pain-related behaviors and functionality, along with increased BDNF levels in the spinal cord. In conclusion, the MIA-induced experimental OA model effectively elicited pain-related behaviors and functional alterations from the first week after induction, although without significant impact on BDNF levels in the central nervous system.