Nrf2 como potencial alvo farmacológico no tratamento da depressão e da dor neuropática associadas ao diabetes

Abstract

Resumo: O diabetes é uma doença metabólica crônica, de origem multifatorial, cuja prevalência mundial tem atingido níveis alarmantes. Este é comumente acompanhado de complicações crônicas extremamente debilitantes, dentre estas a depressão e a dor neuropática (DN), cujo mecanismo fisiopatológico envolve alterações metabólicas e danos teciduais advindos da hiperglicemia crônica. Tem sido postulado que o estresse oxidativo exerce um papel central na fisiopatologia destas complicações. Ressaltando o papel do estresse oxidativo, estudos apontam que drogas antioxidantes apresentam potencial terapêutico para o tratamento tanto da depressão quanto da DN associadas ao diabetes. Neste sentido, estudos têm apontado que em resposta a danos oxidativos associados a inúmeras patologias, o fator Nrf2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2) parece ser um dos principais envolvidos na transcrição de genes que codificam enzimas antioxidantes, além de atuar na modulação de respostas inflamatórias e imunes. Com isso, drogas que atuam por meio da ativação do fator Nrf2 podem ser promissoras no tratamento da depressão e DN associadas ao diabetes. Assim, o presente estudo tem por objetivo investigar o potencial antinociceptivo (através do teste de Von Frey eletrônico-VF) e e antidepressivo (através do teste de nado forçado-NF) do ácido elágico, um polifenol com propriedades antioxidantes e ativador in vitro de Nrf2 em ratos com diabetes experimental quimicamente induzido por estreptozotocina. Para isso, animais diabéticos foram tratados por 19 dias com: 1) veículo (grupo controle); 2) imipramina (controle positivo; antidepressivo tricíclico, com ação antidepressiva, antinociceptiva e antioxidante); ou 3) ácido elágico (AE). Adicionalmente, os níveis de globais de Nrf2 foram avaliados através da técnica de Western Blotting (WB) em amostras de hipocampo e cordão espinhal. Nossos resultados demonstraram que animais diabéticos apresentam uma redução significativa do limiar de retirada a partir da terceira semana após a indução do diabetes, tendo um pico na quinta semana. Adicionalmente, os animais diabéticos apresentaram um aumento significativo do tempo de imobilidade (em segundos) quando comparados aos normoglicêmicos na quinta semana após a indução do diabetes, indicando o aparecimento do comportamento tipo-depressivo. Interessantemente, foi observada uma correlação positiva entre o limiar de retirada da pata e o tempo de imobilidade tanto nos ratos diabéticos quanto nos normoglicêmicos. Os animais diabéticos tratados com AE (75 e 100 mg/kg v.o.) ou imipramina (10 mg/Kg, i.p.) apresentaram uma reversão da alodinia mecânica quando comparados aos diabéticos controle. No teste de NF foi verificado que o tratamento com AE (75 mg/kg) e imipramina (10 mg/Kg) causou um efeito tipo-antidepressivo nos animais diabéticos, sem causar prejuízo motor no teste de campo aberto. Os animais diabéticos-veículo apresentaram ainda uma redução significativa da expressão global de Nrf-2 no hipocampo e cordão espinhal, redução esta significativamente restaurada pelo tratamento com imipramina. O tratamento com AE, no entanto, reestabeleceu estes níveis no cordão espinhal, mas não no hipocampo. Em conclusão, nossos dados sugerem que o mecanismo de ação do AE e da imipramina parece estar associado à ativação da via Keap1/Nrf2 e que o AE pode apresentar potencial terapêutico para o tratamento da dor neuropática e da depressão associadas ao diabetes. Palavras-chave: Estreptozotocina. Diabetes. Ácido elágico. Imipramina. Nrf2.

Abstract: Diabetes is a chronic metabolic disease of multifactorial origin, whose global prevalence has reached alarming levels. It is usually accompanied by extremely debilitating chronic complications, such depression and neuropathic pain (NP) , whose pathophysiological mechanism involves metabolic and tissue damage arising from chronic hyperglycemia . It has been postulated that oxidative stress plays a central role in the pathophysiology of these complications. Highlighting the role of oxidative stress, studies show that antioxidant drugs have therapeutic potential for the treatment of both depression and NP. In this sense, studies have pointed out that in response to oxidative damage associated with many diseases, the factor Nrf2 (nuclear factor erythroid 2-related factor 2) seems to be one of the key players in the transcription of genes encoding antioxidant enzymes, besides acting in modulating of inflammatory and immune responses as well as protection against the neurodegenerative processes. Thus, drugs that act via activation of factor Nrf2 may be promising in the treatment of depression and NP associated with diabetes. The present study aims to investigate the involvement of via Keap1 / Nrf2 in the effect of ellagic acid (polyphenol with antioxidant properties, whose literature points as possible in vitro activator of Nrf2) on depression and neuropathic pain in rats with experimental diabetes chemically induced by streptozotocin. For this, diabetic animals were treated for 19 days with 1) vehicle (control group); 2) imipramine (positive control; tricyclic antidepressant with antidepressant, antinociceptive and antioxidant properties); or 3) ellagic acid (EA). The possible antidepressant and antinociceptive effects were evaluated by modified forced swim test (FST) and electronic Von Frey (VF) , respectively, and the activation of the Keap1/Nrf2 pathway was assessed in hippocampus and spinal cord samples by Western blotting (WB) technique to determine the global Nrf2 levels. Our results showed that diabetic rats showed a significant mechanical allodynia since the second week after the diabetes induction, peaking in the fifth week. When the immobility time was evaluated in the forced swimming test, diabetic rats presented a significant increase in the immobility time at the fifth week. Interestingly, it was observed a positive correlation between mechanical allodynia and immobility time in both diabetic and in the normoglycemic animals. Diabetic animals treated with EA (75 and 100 mg/kg p.o.) and imipramine (10 mg/kg, i.p.) showed a reversal of mechanical allodynia compared to diabetic control. The FST test showed that treatment with EA (75 mg/kg) and imipramine (10 mg/kg) caused an antidepressant-like effect in the diabetic animals, without causin any motor impairment on the open field test. It was also observed that the diabetic-vehicle animals showed a significant reduction in the overall Nrf-2 expression in both tissues analised when compared to the normoglycemic, and that treatment with EA reestablished these levels in the spinal cord, but not in the hippocampus. Imipramine reestablished these levels in both spinal cord and in hippocampus. Taken together, our data suggests a possible involvement of the Keap1/Nrf2 pathway in both EA and imipramine mechanism of action. Additionally, our data support a possible therapeuthic use of EA for the treatment of neuropathic pain and depression associated with diabetes. Key words: Streptozotocin. Diabetes. Ellagic acid. Imipramine. Nrf2.