Efeitos do exercício físico regular de natação sobre desenvolvimento e progressão da Encefalomielite Autoimune Experimental (EAE)
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Alexandre Leite Rodrigues de Oliveira
Marco Túlio de Mello
Antônio Lúcio Teixeira Júnior
Danusa Dias Soares
Marco Túlio de Mello
Antônio Lúcio Teixeira Júnior
Danusa Dias Soares
Resumo
A encefalomielite autoimune experimental (EAE) é o modelo para o estudo da Esclerose
Múltipla (EM), sendo caracterizado por alterações histopatológicas que incluem inflamação,
desmielinização e dano axonal. Por outro lado, o exercício físico regular é reconhecido por
seus efeitos antiinflamatórios e neuroprotetores. Além disso, sugere-se que o exercício físico
possa exercer alguns efeitos protetores contra desenvolvimento da caquexia que é uma
condição associada ao desenvolvimento da apresentação clínica do modelo EAE. Entretanto,
ainda não é claro na literatura o efeito do exercício físico regular sobre as alterações
histopatológicas no sistema nervoso central (SNC) bem como as alterações metabólicas
sistêmicas associadas ao modelo EAE. Portanto, as interações entre um programa de exercício
físico regular o desenvolvimento bem como a progressão do modelo EAE foram avaliadas no
presente estudo. Para isto, camundongos fêmeas C57BL/6 foram divididos em dois grupos:
sedentários e exercitados. O exercício foi realizado na modalidade natação, 5 vezes por
semana durante 30 minutos. Após 4 semanas do protocolo de exercício, o peptídeo MOG35–55
foi injetado para indução da EAE em metade dos animais sedentários e metade dos
exercitados. O protocolo de exercício continuou até 10 dias após a indução (dpi), completando
6 semanas de exercício regular. As análises foram realizadas início da apresentação clínica
(10 dpi), no pico da apresentação clínica (entre 14 e 20 dpi) e no período crônico da doença
(42 dpi) e incluíram: avaliação do metabolismo sistêmico, microscopia intravital,
histopatologia (inflamação e desmielinização), citometria de fluxo, imunohistoquímica de
oligodendrócitos (CC1 e NG2/PDGFRα) e de dano axonal (SMI-32), Elisa (citocinas e fator
de crescimento derivado do cérebro - BDNF) e western blot (PLP, MBP e SMI-32). Como
principais resultados, observamos diferente escore clínico entre o início e o período crônico
de apresentação clínica do EAE entre os animais sedentários e previamente exercitados. No
entanto, embora este resultado tenha sido acompanhado de significante atenuação da perda de
massa corporal pelos animais exercitados em comparação aos mantidos sedentários dos
grupos EAE, não foram observadas diferenças metabólicas entre esses grupos. Além disso, a
atenuação clínica não foi associada com menor infiltrado de células inflamatórias no pico da
doença, mas com níveis alterados de citocinas e BDNF. Neste sentido, enquanto as citocinas
foram diminuídas no cérebro e aumentadas na medula espinhal dos animais EAE exercitados
em relação aos sedentários, a concentração de BDNF foi elevada nos dois compartimentos no
pico da doença. Os animais exercitados apresentaram ainda redução de infiltrado de células
CD4, CD8 e células B, de desmielinização e de dano axonal na medula espinhal aos 42 dpi
em relação aos mantidos sedentários. Estes resultados corroboram as controvérsias apontadas
na literatura entre neuroinflamação e neuroproteção com respostas específicas em cada
compartimento do SNC analisadas neste estudo, ou seja, cérebro e medula espinhal. No
entanto, este é o primeiro trabalho a mostrar tais interações em decorrência de um programa
de exercício físico regular. Sugerimos que o exercício regular realizado antes da apresentação
clínica possa ter atuado sinergicamente com as respostas moleculares na fase de
desenvolvimento clínico e então modificado o curso crônico de alterações histopatológicas
associadas ao modelo. Entretanto, estudos adicionais são necessários para melhor
entendimento sobre as relações moleculares desses efeitos sinérgicos entre o exercício e as
alterações histopatológicas do modelo EAE.
Abstract
The experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) is the model to study the Multiple
Sclerosis (MS) disease and has been characterized by histopathological hallmarks that include
inflammation, demyelination and axonal damage. On the other hand, regular physical exercise
is recognized for its anti-inflammatory and neuro-protective effects. Besides, it is suggested
that regular exercise can have some protective effect against cachexia, which is a condition
associated to the EAE model following the clinical presentation of disease. However, it is not
clear if exercise has beneficial effects in central nervous system (CNS) or in systemic
metabolic alterations of experimental autoimmune encephalomyelitis (EAE) mice. Therefore,
the interactions between a prior program of regular exercise and the development and
progression of EAE model were evaluated in the present study. For that, female C57BL/6
mice were assigned in two groups: untrained and exercise-trained. The swimming exercise
was realized 5 days a week by 30 minutes a day. After 4 weeks of physical exercise protocol,
the peptide MOG35–55 was injected and the animals continued exercising until 10 days post induction, completing 6 weeks of regular exercise. Analyses were made at onset (10 dpi), first
peak disease (between 14 and 20 dpi) and at chronic time point of disease (42 dpi) and
included: systemic metabolic assessment, intravital microscopy, histopathology
(inflammatory infiltrates and demyelination volume), flow cytometry profile of cells,
immunohistochemistry for oligodendrocytes (CC1+, NG2+/PDGFRα) and axonal damage
(SMI-32+), ELISA (cytokines and brain derived neurotrophic factor – BDNF) and western
blot (PLP, MBP and SMI-32). We observed different clinical score from12 to 42 dpi between
prior trained and untrained mice (P < 0.0001). Although there was an important attenuation of
body weight loss by exercised EAE animals in comparison with the non-exercised ones, the
metabolic alterations were not modified. Moreover, in spite of non effect on infiltrated cells,
cytokines and BDNF levels were altered in association with clinical score attenuation in
exercised EAE-mice. While cytokines were decreased in brain but increased in spinal cord,
BDNF was elevated in both compartments in the exercised EAE-group in comparison to the
untrained. Also, being physical trained alters specific profile of recruitment of leucocytes
(CD4, CD8 and B cells) to the spinal cord and contribute to a lesser demyelization volume
and axonal damage at 42 day post induction. These results corroborates the controvert
features between neuroinflammation and neuroprotection with singular responses between the
two CNS compartments at acute phase of disease. Regular exercise performed before
induction acted synergistically with the EAE model and can have some protective effect at
chronic time point. However, further studies are necessary to improve the understanding
about the molecular outcomes of these synergic effects between prior exercise and pathologic
hallmarks of EAE.
Assunto
Fisiologia, Encefalomielite Autoimune Experimental, Neurofisiologia, Doenças Desmielinizantes, Natação
Palavras-chave
Encefalomielite autoimune experimental (EAE), Exercício de natação, Neuroinflamação, Desmielinização, Dano axonal