A inibição da fosfodiesterase 4 potencializa a persistência da memória de extinção : o envolvimento do córtex infralímbico

Abstract

Resumo: O transtorno de estresse pós-traumático é uma doença psiquiátrica desenvolvida a partir de um evento traumático. Um possível tratamento é a terapia de exposição prolongada, a qual está associada com a formação da memória de extinção. A extinção da memória de medo dependente da consolidação, um fenômeno dependente de síntese protéica e de vias de sinalização como a do 3'5'-adenosina-monofosfato-cíclico (AMPc)/proteína quinase A (PKA)/proteína de ligação do elemento responsivo ao AMPc (CREB)/fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF). Além disso, uma das regiões fundamentais para a formação da extinção é o córtex infralímbico (IL). Neste cenário, o roflumilaste (ROF), inibidor seletivo da fosfodiesterase 4 pode amplificar a sinalização desta via. Desta forma, o objetivo do trabalho foi avaliar se a administração de ROF durante as etapas do aprendizado da extinção poderia melhorar sua persistência. Para isso, utilizou-se ratos Wistar inicialmente submetidos aos testes de labirinto em cruz elevado (LCE) e o teste de transição claro escuro (TCE) 20 min após a administração do ROF (0,01, 0,03 e 0,1 mg/kg), para avaliar comportamentos associados à ansiedade. Em seguida, grupos independentes de animais foram submetidos ao protocolo de condicionamento e extinção da memória de medo contextual. Esses grupos receberam ROF (0,01, 0,03 e 0,1 mg/kg) 20 min antes ou 5 min, 3 h e 6 h após a sessão de extinção. Além disso, o ROF (9 ng/0.2 ?l) também foi diretamente infundido no IL 5 min e 3 h após a extinção. Foi utilizado também o H89 (10 ?M; inibidor de PKA) no IL após 3 h. Um grupo adicional recebeu veículo ou ROF (0,03 mg/kg; i.p.) as 3 h após a extinção e foram eutanasiados 11 dias após a extinção e o IL foi dissecado para análises da expressão de BDNF, proteína de densidade sináptica (PSD95) e Sinaptofisina por Western Blot. Os resultados encontrados mostram que o ROF não alterou o comportamento de ansiedade e exploratório dos animais. A administração na aquisição da extinção apontou um efeito de melhora da extinção durante a sessão com a dose intermediária (0,03 mg/kg), enquanto a maior dose (0,1 mg/kg) apresentou piora na expressão da extinção no dia seguinte, mas esses efeitos não foram duradouros. Durante a fase inicial da consolidação, o ROF não produziu nenhum efeito. Já na fase tardia (3 h), a dose de 0,03 mg/kg potencializou a persistência da extinção. O mesmo padrão foi encontrado com a administração de ROF no IL, afinal, a administração de ROF 5 min após a sessão de extinção, não alterou a expressão do congelamento dos animais, mas quando administrado 3 h após a extinção o ROF potencializou a persistência da extinção. Esse efeito foi dependente da atividade da PKA no IL e do aumento da expressão de BDNF nessa região, mas sem alteração da sinaptofisina. Independente do tratamento, os grupos que foram submetidos ao protocolo de extinção apresentaram redução da expressão de PSD95 no IL. Em conjunto, os resultados encontrados indicam que o ROF administrado na fase tardia da consolidação é capaz de melhorar a persistência da extinção, o qual depende da atividade da PKA no IL e está relacionado com o aumento da expressão de BDNF no córtex IL. Palavras-chave: BDNF; Condicionamento de medo ao contexto; Roflumilaste; H89; PKA.

Abstract: The posttraumatic stress disorder is a psychiatric disease developed from a traumatic event. A possible treatment is the prolonged exposure therapy, which is associated with the extinction memory formation. The fear memory extinction depends on consolidation, a process conditioned to protein synthesis and signaling pathways such as cyclic 3'5'-adenosine monophosphate (cAMP)/protein kinase A (PKA)/element binding protein responsive to cAMP (CREB)/brain derived neurotrophic factor (BDNF). Moreover, a key region underlying extinction is the infralimbic cortex (IL). In this context, roflumilast (ROF), a selective inhibitor of phosphodiesterase 4, may amplify this signaling pathway. Thus, the objective of this study was to evaluate whether the ROF administration during the stages of extinction learning could improve its persistence. For this, male Wistar rats were initially submitted to the elevated plus-maze (EPM) and the light-dark transition test (LDT) 20 minutes after ROF (0.01, 0.03 and 0.1 mg/kg) administration to evaluate anxiety-associated behaviors. Then, independent groups of animals were submitted to the protocol of fear conditioning and memory extinction. These groups received the same doses of ROF 20 min before or 5 min, 3 h and 6 h after the extinction session. Additionally, the ROF (9 ng/0.2 ?l) was also directly infused into IL 5 min and 3 h after extinction. H89 (10 ?M; PKA inhibitor) was also infused into IL after 3 h. An additional group received vehicle or ROF (0.03 mg/k; i.p.) 3 h after extinction and were euthanized 11 days after extinction and the IL was dissected for analyzes of BDNF, PSD95 and Synaptophysin expression by Western Blot. The results showed that ROF did not produce any effect in anxiety and exploratory behavior. ROF (0.03 mg/kg) administration before acquisition of extinction reduced the freezing behavior during the extinction session, while the higher dose (0.1 mg/kg) impaired the expression of extinction during the next day, but these effects were not long lasting. During the initial consolidation phase, ROF had no effect. In the late phase (3 h), the dose of 0.03 mg/kg increased the persistence of extinction. The same pattern of results was observed with the administration of ROF into the IL. After 5 min ROF did not alter the freezing expression, but when administered 3 h after extinction, ROF potentiated the extinction persistence. This effect was dependent on PKA activity in IL and the increase of BDNF expression in this region, but without synaptophysin alteration. Regardless of the treatment, the groups submitted to the extinction protocol showed reduction of PSD95 expression in IL. Taken together, the results indicate that ROF administered in the late phase of consolidation is able to improve the persistence of extinction. This result depends on the activity of PKA in IL and is related to the increase of BDNF expression in the IL cortex. Keywords: BDNF; Contextual fear conditioning; Roflumilast; H89; PKA.