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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Papel da enzima fosfatidilinositol-3-quinase (PI3K) sobre crises convulsivas e epileptogênese em modelo animal de epilepsia induzido por pilocarpina
Authors: Isabel Vieira de Assis Lima
First Advisor: Antonio Carlos Pinheiro de Oliveira
First Referee: Marcio Flavio Dutra Moraes
Second Referee: Fabricio de Araujo Moreira
Abstract: Introdução: A Epilepsia do Lobo Temporal (ELT) é a forma mais frequente de epilepsia em adultos. O modelo experimental de epilepsia induzida por pilocarpina (PILO) induz mudanças patofisiológicas e comportamentais em roedores muito semelhantes às observadas em seres humanos com ELT. No entanto, este modelo está associado a uma elevada taxa de mortalidade dos animais. Embora poucos estudos demonstraram que a injeção intra-hipocampal de PILO em ratos é um modelo confiável de TLE, nenhum estudo foi realizado até o momento em camundongos. A via fosfatidilinositol-3-quinase (PI3K)/ proteína quinase B (Akt)/ alvo da rapamicina em mamíferos (mTOR) tem sido associada a várias patologias sistema nervoso central. No entanto, o papel específico da PI3K na fisiopatologia da epilepsia é pouco conhecido. Portanto, no presente estudo, foi investigada a participação da enzima PI3K sobre crises convulsivas e sobre a produção de fatores neurotróficos e mediadores inflamatórios, bem como na expressão de células microgliais e de neurogênese hipocampal em camundongos submetidos à microinjecção intra-hipocampal de PILO. Metodologia: Os experimentos foram realizados em camundongos adultos machos C57Bl/6 (WT) e PI3k-/- (10-12 semanas de idade). Cânulas-guia foram implantadas no hipocampo esquerdo e direito, através de cirurgia estereotáxica e, em seguida, foi aguardado 5 dias para a recuperação dos animais. O status epilepticus (SE) foi induzido pela microinjeção intra-hipocampal bilateral de PILO (20 g por sítio/200nL) ou salina como controle nos animais WT e PI3k-/-. As crises convulsivas foram analisadas por 90 minutos e classificadas de acordo com a escala estabelecida de Racine (1972). Além disso, foi verificada alterações na memória dos animais WT e PI3k-/-, 72hs pós-SE. Vinte quatro horas pós-SE, foram removidos hipocampo e córtex pré-frontal para determinação dos fatores neurotróficos, BDNF e NGF, bem como dos mediadores inflamatórios, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, TNF-, IFN- e IL-17A. Para a avaliação da expressão de células microgliais (Iba-1) e de neurogênese (doblecortina - DCX), os encéfalos foram removidos pós-perfusão intracardíaca, 72 h pós-SE. As análises estatísticas foram realizadas utilizando o programa GraphPad Prism 5 e expressos em média ± EPM (P <0,05). Resultados: Foram observadas alterações comportamentais nos animais pós-SE. Níveis de BDNF foram significativamente aumentados no hipocampo dos animais WT e PI3K-/-. Já em relação ao córtex pré-frontal, somente os animais PI3K-/-apresentaram aumento significativo dos níveis de BDNF. Por outro lado, os níveis de NGF no hipocampo de animais WT e PI3K-/- não foram alterados pela administração de PILO. Com relação aos níveis de mediadores inflamatórios, destaca-se o aumento dos níveis de IL-6 no hipocampo dos animais PI3K-/- e, em ambos os grupos, no córtex pré-frontal; de IL-10 no hipocampo dos animais WT; de TNF- no hipocampo dos animais WT; e de IFN-, no hipocampo de ambos os grupos. Além disso, houve aumento na expressão de células microgliais no hipocampo de animais WT, bem como uma diminuição da neurogênese hipocampal nos animais PI3K-/-, após a indução do SE. Conclusões: A microinjeção intra-hipocampal de PILO induziu crises convulsivas, bem como alterações de parâmetros bioquímicos observados no modelo de injeção intraperitonaeal de PILO, com a vantagem de apresentar baixíssimos índices de mortalidade. Além disso, foi possível observar diversas alterações relacionadas à via da PI3K.
Abstract: Introduction: Temporal Lobe Epilepsy (TLE) is the most common form of epilepsy in adults. The experimental model of epilepsy induced by pilocarpine (PILO) induces behavioral and pathophysiological changes in rodents very similar to those seen in humans with TLE. However, this model is associated with a high mortality of the animals. Although few studies have shown that intrahippocampal injection of PILO rat is a reliable model of TLE, no study has been conducted so far in mice. The phosphatidylinositol-3 kinase (PI3K) / protein kinase B (Akt) / mammalian target of rapamycin (mTOR) pathway has been associated with several pathologies in the Central Nervous System (CNS). However, the specific role of PI3K in the pathophysiology of epilepsy is poorly understood. Therefore, in the present study, we investigated the involvement of PI3K enzyme on seizures and on the production of neurotrophic factors and inflammatory mediators as well as the expression of microglia and hippocampal neurogenesis in mice subjected to microinjection of intrahippocampal PILO. Methods: Experiments were performed in adult male mice C57Bl/6 (WT) and PI3k-/- (10-12 weeks of age). Guide cannulas were implanted in the left and right hippocampus, using stereotactic surgery and then was awaited 5 days for recovery animals. The status epilepticus (SE) was induced by bilateral intrahippocampal microinjection of PILO (20g per site/200nL) or saline as control animals and WT PI3k-/-. Seizures were analyzed for 90 minutes and classified according to the scale set of Racine (1972). There was also observed changes in memory of WT and PI3k-/- animals, 72h post-SE. 24 hours after induction of SE, hippocampus were removed and prefrontal cortex to determine the neurotrophic factors, BDNF and NGF, as well as of inflammatory mediators, IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, TNF- , IFN- and IL-17A. To evaluate the expression of microglial cells (Iba-1) and neurogenesis (doublecortin - DCX), the brains were removed after intracardiac perfusion, 72 h after SE induction. Analyses Statistics were performed using GraphPad Prism 5 and expressed as mean ± SEM (P <0.05). Results: We observed behavioral changes post-SE. Levels of BDNF were significantly increased in the hippocampus of WT and PI3K-/- mice after microinjection of PILO. In the prefrontal cortex, only animals PI3K-/- showed significant increase in BDNF levels. Moreover, levels of NGF in the hippocampus of WT and PI3K-/- animals not were altered by administration of PILO. In the levels of inflammatory mediators, there was an increase in IL-6 levels in the hippocampus of PI3K-/- animals and, in the prefrontal cortex, in both groups; IL- 10 WT in the hippocampus of animals, TNF- in the hippocampus of WT animals, and IFN- in the hippocampus of both groups. Moreover, there were increase in the expression of microglial cells in WT animals, as well as a decrease in the hippocampal neurogenesis in PI3K-/- animals, after the induction of SE. Conclusions: The intrahippocampal microinjection of PILO induced seizures, as well as biochemical changes observed in the model intraperitonaeal injection of PILO, with the advantage of low rates of mortality. Moreover, we observed several changes related to the PI3K pathway.
Subject: Fosfatidilinositol 3-quinase
Epilepsia do lobo temporal
Pilocarpina
Fisiologia
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9ABKDP
Issue Date: 25-Mar-2013
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