O papel da dinâmica mitocondrial na disfunção cognitiva em animais sobreviventes a sepse

Abstract

Diferentes mecanismos têm sido propostos para explicar o comprometimento cognitivo à longo prazo em sobreviventes à sepse. Sepse é considerada uma disfunção orgânica acompanhada de alta mortalidade. Entre estas disfunções, estão o dano cognitivo, resultante da Encefalopatia séptica (ES) à longo prazo que gera um impacto negativo na qualidade de vida dos sobreviventes. A presença de alterações na estrutura mitocondrial como um provável contribuinte para o comprometimento da encefalopatia e, como a recuperação da função mitocondrial impacta no desenvolvimento dessas disfunções ainda não é conhecida. Este estudo buscou avaliar o papel da dinâmica mitocondrial na disfunção cognitiva após sepse tardia. Para isso, foi utilizado o modelo animal de Ligação e Perfuração Cecal (CLP) para indução da sepse. Um grupo de animais foi tratado intracerebroventriculamente com rapamicina e rilmenidina, (fármacos ativadores dependente e independente da via mecanicista alvo da rapamicina -mTOR, reguladora da autofagia), do sétimo ao nono dia após a cirurgia, uma vez ao dia. Os animais foram mortos 24 horas, 3 e 10 dias após a sepse e, o hipocampo e o córtex pré-frontal foram removidos para determinar parâmetros que avaliavam a dinâmica mitocondrial. Os resultados iniciais mostraram que a sepse foi associada com disfunção mitocondrial cerebral aguda (24 horas) e tardia (10 dias) com os níveis de adenosina trifosfato (ATP) e consumo de oxigênio ex vivo diminuídos. Marcadores da via da autofagia representados pelas proteínas relacionadas a via da autofagia (ATG) - ATG 16, ATG 12, ATG 7, ATG 5, Beclina, proteína de cadeia leve (LC3 A/B) e marcadores da via da mitofagia (PINK/Parkin), bem como o conteúdo das proteínas mitocondriais (Mn-SOD e COX) não foram regulados durante esses tempos. Contudo, após tratamento com os ativadores da autofagia, os níveis cerebrais de ATP (adenosina trifosfato) e o consumo de oxigênio ex vivo no hipocampo e córtex pré-frotal reverteram a redução, sugerindo uma melhora na função mitocondrial. Assim como os ativadores da autofagia reverteram atividades de complexos (I, II, II-III) e das enzimas do ciclo de Krebs (citrato sintase e succinato desidrogenase), principalmente, no córtex pré-frotal. A carbonilação de proteínas apresentou melhora do dano oxidativo induzido pelo CLP após o tratamento com rapamicina. Além disso, a rapamicina foi capaz de reverter a redução da razão mtDNA/gDNA, que esteve de acordo com as imagens da ultraesturura da mitocôndria, reduzindo o edema mitocondrial após tratamento. Finalmente, mesmo com o comprometimento cognitivo à longo prazo observado em animais sobreviventes à sepse tardia os ativadores de autofagia foram capazes de melhorar o déficit cognitivo após tratamento. Em conclusão, o comprometimento da função cerebral a longo prazo está temporariamente relacionado à disfunção mitocondrial. Ativadores de autofagia mitocondrial mediante a restauração da função mitocondrial e consequente melhora do metabolismo energético, poderiam recuperar animais com comprometimento cognitivo sobreviventes ao modelo CLP.