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Title: Alterações comportamentais induzidas pela administração intrahipocampal de pilocarpina: relevância para o estudo das comorbidades em modelos animais de epilepsia do lobo temporal
Authors: Araújo, Caroline Pereira de
Keywords: Epilepsia do Lobo Temporal;Comorbidade;Pilocarpina;Ácido caínico;Hipocampo;Memória
Issue Date: 31-Aug-2018
Citation: ARAÚJO, Caroline Pereira de. Alterações comportamentais induzidas pela administração intrahipocampal de pilocarpina: relevância para o estudo das comorbidades em modelos animais de epilepsia do lobo temporal. 2018. 78f. Dissertação (Mestrado em Neurociências) - Instituto do Cérebro, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Portuguese Abstract: A epilepsia do lobo temporal (ELT) é a forma mais comum de epilepsia focal. Modelos animais reproduzem a condição humana por meio da administração sistêmica de pilocarpina (PILO) ou ácido caínico (KA). Experimentalmente, esses modelos envolvem um insulto inicial (status epilepticus - SE), que resulta em morte neuronal, reorganização estrutural e crises espontâneas e recorrentes, além de prejuízos de performance em diversas tarefas comportamentais. As estruturas neurais associadas aos prejuízos cognitivos desses modelos não são inteiramente conhecidas, e provavelmente a existência de múltiplos focos epilépticos contribui para a variabilidade experimental frequentemente observada. Como forma de reduzir o aparecimento de múltiplos focos epilépticos, propomos um protocolo no qual os agentes convulsivantes são administrados localmente (i.e., diretamente em um hipocampo ao invés da via intraperitoneal, i.p.). Apesar de estudos com KA em camundongos já terem sido realizados, nenhum trabalho avaliou os efeitos da administração intra-hipocampal (ihpc) de PILO em camundongos. Assim, neste trabalho é apresentado os efeitos comportamentais agudos e crônicos da aplicação ihpc de 4 doses de PILO (70, 245, 400 e 700 µg, diluídas em 1 µL) em camundongo anestesiados com isoflurano. Animais tratados com KA (20 mM, 50 nL) e cloreto de sódio (0,9%) foram usadas como tratamentos controle. Observamos uma correlação entre a severidade do SE (quantificado agudamente por escalas e de maneira indireta, por meio da evolução ponderal) e a concentração de PILO administrada. Ao contrário do observado quando dada sistemicamente, o tratamento ihpc (n = 63) não resulta em crises tônicas, contribuindo para a baixa mortalidade do modelo (ihpc: 4/62; ip: 10/11). No período crônico (1 mês após o SE), camundongos tratados com altas doses de PILO apresentaram crises espontâneas, assim como os animais tratados com KA. Testes comportamentais revelaram que animais epilépticos (independente do agente convulsivante) apresentam maior ambulação estereotipada (campo aberto) que animais do grupo controle. Em testes de memória dependentes do hipocampo, o tratamento com PILO, especialmente em altas doses, prejudicou o desempenho na tarefa de reconhecimento de objetos, mas não no labirinto de Barnes. Animais do grupo KA apresentaram desempenho inferior em todos os testes, quando comparado ao grupo PILO (alta dose). Em conjunto, nossos resultados demonstram que a administração ihpc de PILO em camundongos resulta em crises espontâneas e recorrentes, além de prejuízos cognitivos moderados (compatíveis com as comorbidades observadas em seres humanos com ELT), além de baixa mortalidade. Acreditamos que o presente modelo apresenta validade de face para ELT, podendo servir como alternativa aos modelos do KA (cujo custo é alto) e à via de administração (cuja mortalidade é alta quando a PILO é administrada sistemicamente).
Abstract: Temporal Lobe Epilepsy (TLE) is the most common form of focal epilepsy. The human condition can be modeled in animals by the systemic administration of pilocarpine (PILO) or kainic acid (KA). The experimental approach involves an initial insult (status epilepticus - SE) resulting in widespread cell death, structural reorganization, chronic spontaneous seizures and, impaired performance in memory tasks and anhedonia. The identification of the anatomical substrates related to the cognitive impairments in those models is not entirely known, since systemic administration may lead to multiple epileptic foci. To minimize the impact of spatially distributed, numerous epileptic foci, on cognitive performance, we present a protocol in which the convulsant agent is administered directly in the target structure of interest (i.e., straight into the hippocampus). This approach has been used for KA in mice, but no systematic study has evaluated the effects of intrahippocampal administration of PILO. Here, we described the acute and chronic behavioral effects of the intrahippocampal administration of PILO (4 doses: 70, 245, 400 e 700 µg, in 1 µL) in mice during isoflurane anesthesia. KA (20 mM, 50 nL) and saline (0.9 %) were used as positive and negative controls, respectively. The results show a correlation between the severity of the SE and the dose of PILO given (measured acutely by behavioral scores and indirectly through the evolution of weight). Interestingly, intrahippocampal PILO injection (N=62) did not elicit tonic seizures, as commonly observed after systemic administration which contributed to the low mortality rate of the model (4 out of 63 and 10 out of 11, respectively). In the chronic phase (1 month after SE), mice treated with high doses of PILO and KA presented spontaneous seizures. Behavioral tests revealed that epileptic animals (independent of the convulsive drug used) present higher stereotyped ambulation (in the open-field) than animals from the control group. In hippocampal-dependent memory tests, PILO treatment, especially at high doses, impaired performance in the object recognition task, but not in the Barnes maze. Animals from the KA group presented impaired performance in all memory tests compared with the PILO group (high dose). Taken together, our results demonstrate that ihpc administration of PILO in mice results in spontaneous and recurrent seizures, as well as moderate cognitive impairment (compatible with comorbidities observed in humans with TLE), and low mortality rate. We believe that the present model has face validity for human TLE, and may serve as an alternative to KA models (which are expensive) and to the route of administration (high mortality when PILO is administered systemically).
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27473
Appears in Collections:PPGNEURO - Mestrado em Neurociências

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