Efeitos de um inibidor da calcineurina em um modelo animal de adicção induzido por cocaína
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Resumo
Apesar do crescente número de estudos na literatura sobre os mecanismos cerebrais
que contribuem para a dependência em cocaína, os tratamentos terapêuticos ainda
são limitados. Além disso, sabemos que o uso de cocaína está associado a questões
sociais e médicas bastante significativas e representa um grave problema de saúde
pública. Estudos indicam uma relação entre a calcineurina na aprendizagem baseada
no hipocampo e na plasticidade sináptica. O FK506, um imunossupressor inibidor da
calcineurina, foi associado a efeitos neurais importantes, incluindo liberação de
neurotransmissores, produção de fatores neurotróficos e proteção contra
neurotoxicidade, além de poder modificar a atividade locomotora e a sensibilização
induzida por outros psicoestimulantes. Contudo, não são totalmente estabelecidos o
seu papel na neuroinflamação e na plasticidade sináptica envolvida no processo de
adicção. Assim, o objetivo do trabalho foi avaliar os efeitos de um inibidor da
calcineurina no comportamento e no processo neuroinflamatório em modelo animal
de adicção induzido por cocaína. Foram utilizados camundongos C57Bl/6, machos e
fêmeas, com idade entre 9 e 12 semanas (CEUA: 261/2021). O inibidor da
calcineurina, FK506 (5 mg/kg), foi administrado por injeção subcutânea 90 minutos
antes da cocaína (15 mg/kg). Esta última foi, por sua vez, administrada por injeção
intraperitoneal imediatamente antes de cada teste comportamental. Utilizou-se o teste
comportamental de sensibilização para avaliação da atividade locomotora e o teste de
preferência condicionada pelo lugar. Após cada teste, os animais foram eutanasiados
por perfusão e os cérebros dissecados, retirando hipocampo e estriado para dosagem
de BDNF, GDNF, NGF, TNF-α, IL-6, IL-10 e CX3CL1 por meio do ELISA. Os
resultados foram analisados por ANOVA de duas vias seguido pelo pós-teste de
Tukey. A diferença entre os grupos foi considerada estatisticamente significativa
quando P<0,05. O FK506 atenuou significativamente a sensibilização locomotora
induzida por cocaína em machos a partir do quarto dia (p<0,05). Apesar disso, não
foram encontradas diferenças estatísticas no comportamento das fêmeas. Não foram
encontradas diferenças no teste de preferência condicionada ao lugar em nenhum dos
sexos. Nos grupos tratados com cocaína, o FK506 reduziu as concentrações de GDNF
(p=0,0130), TNF-α (p=0,0397) e IL-10 (p=0,0259) no hipocampo dos machos quando
comparado aos grupos tratados apenas com cocaína. Também houve um aumento
da IL-10 no estriado do grupo tratado com cocaína em comparação ao grupo controle
(p=0,0180). Não foram encontradas diferenças nas concentrações de BDNF, NGF, IL6 e CXCL1 no hipocampo e BDNF, GDNF, NGF, TNF-α, IL-6 e CXCL1 no estriado de
machos. Nossos resultados sugerem o envolvimento da via da calcineurina nos efeitos
locomotores causados pela cocaína em machos. Esse efeito poderia estar relacionado
à alterações na concentração de fatores neurotróficos e mediadores inflamatórios.
Apesar disso, mais estudos são necessários para que a relação entre a calcineurina
e o transtorno por uso de substância seja estabelecida.
Abstract
Despite the growing number of studies in the literature on the brain mechanisms that
contribute to cocaine dependence, therapeutic treatments are still limited.
Furthermore, we know that cocaine use is associated with significant social and
medical issues and represents a serious public health problem. Studies indicate a
relationship between calcineurin in hippocampus-based learning and synaptic
plasticity. FK506, an immunosuppressant that inhibits calcineurin, has been associated
with important neural effects, including neurotransmitter release, production of
neurotrophic factors, and protection against neurotoxicity, as well as the ability to
modify locomotor activity and sensitization induced by other psychostimulants.
However, its role in neuroinflammation and synaptic plasticity involved in the addiction
process is not fully established. Therefore, the objective of the work was to evaluate
the effects of a calcineurin inhibitor on behavior and the neuroinflammatory process in
an animal model of cocaine-induced addiction. C57Bl/6 mice, male and female, aged
between 9 and 12 weeks (CEUA: 261/2021) were used. The calcineurin inhibitor,
FK506 (5 mg/kg), was given by subcutaneous injection 90 minutes before cocaine (15
mg/kg). The latter was, in turn, administered by intraperitoneal injection immediately
before each behavioral test. The behavioral sensitization test was used to assess
locomotor activity and the conditioned preference for place test. After each test, the
animals were euthanized by perfusion and the brains were dissected, removing the
hippocampus and striatum for BDNF, GDNF, NGF, TNF-α, IL-6, IL-10 and CX3CL1
dosage through ELISA. Results were analyzed by two-way ANOVA followed by
Tukey's post-test. The difference between groups was considered statistically
significant when P <0.05. FK506 significantly attenuated locomotor sensitization
induced by cocaine in males from the fourth day onwards (p<0.05). Despite this, no
statistical differences were found in the behavior of females. No differences were found
in the conditioned place preference test for either sex. In groups treated with cocaine,
FK506 reduced the concentrations of GDNF (p=0.0130), TNF-α (p=0.0397) and IL-10
(p=0.0259) in the hippocampus of males when compared to groups treated only with
cocaine. There was also an increase in IL-10 in the striatum of the cocaine-treated
group compared to the control group (p=0.0180). No differences were found in the
concentrations of BDNF, NGF, IL-6 and CXCL1 in the hippocampus and BDNF, GDNF,
NGF, TNF-α, IL-6 and CXCL1 in the striatum of males. Our results suggest the
involvement of the calcineurin pathway in the locomotor effects caused by cocaine in
males. This effect could be related to changes in the concentration of neurotrophic
factors and inflammatory mediators. Despite this, further studies are needed to
establish the relationship between calcineurin and substance use disorder.
Assunto
Fisiologia e Farmacologia, Cocaína, Inibidores de Calcineurina, Proteínas de Ligação a Tacrolimo
Palavras-chave
Adicção, Cocaína, Inibidor de Calcineurina