Consolidação de um modelo animal de transtorno bipolar induzido pela administração intracerebroventricular de ouabaína em ratos

Abstract

O transtorno bipolar (TB) é uma condição psiquiátrica complexa, caracterizada por mudanças recorrentes do humor, incluindo episódios maníacos, depressivos e mistos. Este complexo curso clínico faz com que o desenvolvimento de um modelo animal de TB adequado seja um desafio para os pesquisadores da área. Dentre outros modelos, a administração intracerebroventricular (i.c.v) de ouabaína, um potente inibidor da enzima Na+K+ATPase, em ratos tem sido considerado um bom modelo animal de mania. Entretanto, ainda não existem modelos de experimentação que mimetizam sintomas de ambos os polos do humor, mania e depressão, em um mesmo animal. O objetivo do presente estudo foi avaliar comportamentos tipo-maníaco e tipo-depressivo e alterações cognitivas, neuroquímicas e fisiológicas após a administração i.c.v de ouabaína em ratos Wistar. Além disso, avaliar os efeitos dos estabilizadores do humor, lítio (Li) e valproato (VPA) e do antidepressivo imipramina (IMI) sobre as alterações comportamentais, neuroquímicas e fisiológicas induzidas pela ouabaína. Nossos resultados mostraram que, 7 dias após a administração i.c.v de ouabaína, os animais apresentaram hiperlocomoção no teste do campo aberto e que o tratamento com Li ou VPA reverteu este efeito.Posteriormente, foi demonstrado que 14 dias após a administração i.c.v de ouabaína, não houve alteração locomotora dos animais no teste do campo aberto, porém os animais apresentaram comportamento tipo-depressivo, indicado pelo aumento do tempo imobilidade no teste do nado forçado e diminuição do consumo de sacarose no teste de anedonia. O tratamento com Li, VPA, IMI ou o tratamento combinado IMI com Li ou VPA reverteram as alterações comportamentais tipo-depressivas induzidas pela ouabaína, exceto o tratamento com Li ou VPA que reverteram parcialmente o comportamento tipo-anedônico nos animais. A ouabaína causou dano cognitivo tanto no teste da esquiva inibitória quanto no teste de reconhecimento de objetos, 14 dias após a administração i.c.v de ouabaína. Além disso, houve um aumento do peso da glândula adrenal, bem como um aumento dos níveis de hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) no soro destes animais. Li, VPA, IMI ou o tratamento adjunto de Li ou VPA com IMI reverteram a diminuição dos níveis de ACTH induzida pela ouabaína. Enquanto que somente Li, VPA ou o tratamento combinado dos estabilizadores do humor, Li ou VPA, com IMI conseguiram reverter o aumento da glândula adrenal induzida pela ouabaína. A ouabaína diminuiu os níveis de pró-BDNF, BDNF, receptor TrkB e pCREB; entretanto, essas alterações variaram de acordo com o protocolo experimental e com a estrutura cerebral avaliada. A ouabaína, em ambos os protocolos experimentais, aumentou o dano oxidativo, a proteínas e a lipídeos, e alterou a atividade das enzimas antioxidantes no cérebro dos animais. O tratamento com Li reverteu todos os danos oxidativos e as alterações nas enzimas antioxidantes induzidas pela ouabaína. Juntos os resultados do presente estudo indicam que a administração i.c.v de ouabaína em modelos pré-clínicos pode ser não somente um modelo para episódios tipo-maníacos, mas, também para episódios tipo-depressivos, já que a administração de ouabaína induz também o fenótipo tipo-depressivo. Outro ponto importante é que o modelo proposto no presente estudo também mimetiza alterações neuroquímicas importantes, como o estresse oxidativo e alterações na via de BDNF, ambos vistos em pacientes bipolares.

Bipolar disorder (BD) presents a complex alternating clinical course with recurrent mood switches including manic and depressive episodes making the development of an adequate animal model challenging. Ouabain, a potent Na+K+ATPase inhibitor, intracerebroventricular (i.c.v) administration in preclinical models has been suggested as a model of mania. However, to date, there are no models that mimic mood episodes, mania and depression, in the same animal. The aim of our study was to evaluate manic- and depressive-like behaviors and cognitive, physiological and neurochemical alterations after a single ouabain i.c.v administration in Wistar rats. Moreover, evaluate the effects of the mood stabilizers, lithium (Li) and valproate (VPA), and the antidepressant imipramine (IMI) on behavioral, physiological and neurochemical alterations induced by ouabain. Spontaneous locomotor activity behavior in rats was significantly increased 7 days after ouabain injection compared to control, while Li and VPA reversed this ouabaininduced manic-like behavior. Locomotor activity returned to its basal levels 14 days after ouabain injection. However, 14 days after ouabain injection, was observed depressive-like behavior in the animals, such as increase in the immobility time in the forced-swimming test and decrease in the sucrose consumption. The IMI treatment and the adjunctive treatment of Li or VPA with IMI reversed the depressive-like behavior induced by ouabain. However, Li or VPA, per se, partially reversed these behavioral alterations induced by ouabain. Additionally, depressive-like animals showed cognitive impairment in the inhibitory avoidance task and in the object recognition task. The adrenal gland weight was increased after ouabain administration, which was accompanied by an ACTH serum level increased in the depressive-like animals. Li, VPA or the adjunctive treatment of Li or VPA with IMI were able to reverse the adrenal weigh increased induced by ouabain. The mood stabilizers and the adjunctive treatment of mood stabilizer, Li or VPA plus IMI reversed the ACTH levels increased induced by ouabain. Ouabain decreased the levels of pro-BDNF, BDNF, TrkB and CREB in the brains of rats after i.c.v administration; however this effect varies depending of the experimental protocol and the brain region evaluated. The ouabain administration induced oxidative damage and antioxidant enzymes alterations in the frontal cortex and hippocampus of rats, and Li was able to reverse these impairments. We propose that the ouabain i.c.v administration in preclinical models may be not only a model for manic episodes but also for depressive ones because our results strongly support that ouabain administration leads to a depressive-like phenotype. Another important point is that the proposed model in this study mimics important neurochemical changes, such as oxidative stress and BDNF pathway alterations, which are also seen in bipolar patients.