Investigação de biomarcadores lipídicos em um modelo animal de Doença de Parkinson

Abstract

Resumo: A doença de Parkinson (DP) é uma doença crônica, degenerativa e progressiva caracterizada tipicamente pela perda dos neurônios dopaminérgicos da substância negra pars compacta (SNpc) do mesencéfalo. Recentemente, tem ganhado maior relevância a influência da vias de sinalização lipídica e metabolismo, seu impacto na fisiopatologia da doença e nos sintomas não-motores. O objetivo geral deste trabalho é investigar os marcadores lipídicos relacionados ao comportamento tipo-depressivo em um modelo animal de doença de Parkinson induzida por rotenona. O capítulo I avalia o efeito agudo e precoce da lesão intranigral bilateral com rotenona (12 µg/ µL) sobre os marcadores bioquímicos (perfil lipídico e glicemia) e comportamento motor dos animais. Aproximadamente após 24 horas da cirurgia estereotáxica, a lesão causou redução do colesterol total (P=0.04) e do HDL-colesterol (P=0.007) e redução de atividade locomotora no teste de campo aberto. Além disso, os animais submetidos à lesão apresentaram hiperglicemia, demonstrando os efeitos sistêmicos da exposição aguda à neurotoxina. O capítulo II, a fim de padronizar um modelo de dislipidemia, avalia os efeitos bioquímicos e comportamentais da High fat diet (HFD) (contendo 35% das calorias provenientes de gorduras) em três diferentes tempos de exposição (6, 8 ou 10 semanas). Parâmetros morfométricos e nutricionais (consumo alimentar, peso corporal e adiposidade), perfil lipídico, comportamento motor e comportamento tipo depressivo foram avaliados. Observou-se aumento de triglicerídeos, colesterol total e LDL-C nos grupos HFD após 6 e 8 semanas. O grupo HFD 8 semanas também apresentou maior tempo de imobilidade após 8 semanas. Coletivamente, esses resultados demonstram que a HFD produziu um fenótipo dislipidêmico sobretudo após 6 semanas de exposição além dos déficits comportamentais nos animais. Por fim, o capítulo III caracteriza as alterações bioquímicas, comportamentais, histológicas e moleculares, combinando os modelos de DP induzida por rotenona intranigral (12 µg/ µL) e dislipidemia induzida pela HFD. Novamente, a HFD foi eficaz em reproduzir o fenótipo dislipidêmico com alterações expressivas nos marcadores lipídicos e glicemia. A lesão intranigral levou ao comportamento tipo-depressivo, confirmado pela degeneração dopaminérgica na SN e redução da expressão do BDNF no hipocampo dos animais. Expressão aumentada de ApoE na substância negra foi observada em um dos time points avaliados, assim como redução significativa dos níveis de GFAP na substância negra. Os resultados mostram que a lesão intranigral produz alterações metabólicas sistêmicas desde períodos mais agudos de exposição. ApoE pode ser um marcador chave para a DP, especialmente em estágios mais precoces.

Abstract: Parkinson's disease (PD) is a chronic, degenerative and progressive disease typically characterized by loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra pars compacta (SNpc) of the midbrain. Recently, the influence of lipid signaling pathways and metabolism has gained greater relevance, its impact on the pathophysiology of the disease and on non-motor symptoms. The general objective of this work is to investigate lipid markers related to depressive-like behavior in an animal model of rotenone-induced Parkinson's disease. Chapter I evaluates the acute and early effect of bilateral intranigral injury with rotenone (12 µg/ µL) on biochemical markers (lipid profile and blood glucose) and motor behavior of animals. Approximately 24 hours after stereotaxic surgery, the lesion caused a reduction in total cholesterol (P=0.04) and HDL-cholesterol (P=0.007) and a reduction in locomotor activity in the open field test. In addition, the animals subjected to the injury showed hyperglycemia, demonstrating the systemic effects of acute exposure to the neurotoxin. Chapter II, in order to standardize a model of dyslipidemia, evaluates the biochemical and behavioral effects of a High fat diet (HFD) (containing 35% of calories from fat) at three different exposure times (6, 8 or 10 weeks). Morphometric and nutritional parameters (food consumption, body weight and adiposity), lipid profile, motor behavior and depressive-like behavior were evaluated. An increase in triglycerides, total cholesterol and LDL-C was observed in the HFD groups after 6 and 8 weeks. The 8-week HFD group also had a longer immobility time after 8 weeks. Collectively, these results demonstrate that HFD produced a dyslipidemic phenotype mainly after 6 weeks of exposure in addition to behavioral deficits in the animals. Finally, Chapter III characterizes the biochemical, behavioral, histological and molecular changes, combining the models of PD induced by intranigral rotenone (12 µg/ µL) and HFD-induced dyslipidemia. Again, HFD was effective in reproducing the dyslipidemic phenotype with significant changes in lipid markers and blood glucose. The intranigral lesion led to depressive-like behavior, confirmed by dopaminergic degeneration in the SN and reduced BDNF expression in the animals' hippocampus. Increased ApoE expression in the substantia nigra was observed at one of the evaluated time points, as well as a significant reduction in GFAP levels in the substantia nigra. The results show that the intranigral lesion produces systemic metabolic alterations from the most acute periods of exposure. ApoE may be a key marker for PD, especially in the earlier stages.