Estudo dos espinhos dendríticos de neurônios em camundongos tratados com o neuropeptídeo CART (Cocaine-and Amphetamine- Regulated Transcript)

Abstract

Resumo: O CART (Cocaine-and Amphetamine-Regulated Transcript) é um peptídeo sintetizado por neurônios situados em diferentes regiões do Sistema Nervoso e colocalizado com outros neurotransmissores e peptídeos, de forma a se envolver em múltiplos processos biológicos incluindo abuso de drogas como cocaína, regulação sensório-motora, memória, comportamento alimentar, ansiedade e resposta ao estresse. Estudos de nosso grupo de pesquisa sugerem uma nova função na regulação da proliferação de neurônios da região periventricular durante a idade adulta. Para melhor fundamentar este papel, e principalmente se este envolve alterações na morfologia de neurônios pertencentes a essa região, esse trabalho tem por objetivo estudar os espinhos dendríticos dos neurônios nos núcleos accumbens e caudado-putame após a administração do peptídeo CART. Para isso, utilizamos oito camundongos (Mus musculus) que receberam a administração contínua por sete dias do peptídeo CART, ou salina estéril, além de um grupo controle negativo. Passado o período pós-cirúrgico, os animais foram anestesiados e eutanasiados para remoção de seus encéfalos, os quais foram impregnados pelo método de Golgi-Cox para visualização da morfologia dendrítica neuronal. Sequencialmente os encéfalos foram seccionados em vibrátomo e os cortes montados em lâminas histológicas. Com auxílio do software Image-J Fiji, quantificamos o padrão de comprimento e área nas ramificações dendríticas e classificamos os espinhos encontrados. Verificamos que o grupo que recebeu o peptídeo CART possui uma quantidade maior de espinhos dendríticos em relação ao controle salina e controle negativo, considerando o núcleo accumbens e o núcleo caudado-putame. Além disso, em ambos os núcleos têm ocorrido uma maior incidência de subtipos de espinhos, Espesso. As medidas morfológicas como comprimento e área dos espinhos dendritícos do grupo CART apresentaram médias significativamente menores (*** p < 0.001) em comparação ao grupo controle negativo no núcleo accumbens e caudado-putame, enquanto que, nos dendritos mostraram médias significativamente maiores (*** p < 0.001). Desse modo, as alterações morfológicas encontradas no subtipo Espesso do grupo CART em comparação ao grupo Controle Negativo, sugerem o envolvimento do peptídeo CART em conjunto com os demais neurotransmissores e neuropeptídeos no processo de transmissão sináptica de forma mais rápida e concentrada no eixo dendrítico de neurônios estriatais nas regiões estudadas, indicando sua participação na neuroplasticidade.

Abstract: The CART (Cocaine-and Amphetamine-Regulated Transcript) is a peptide synthesized by neurons located in different regions of the nervous system and colocalized with other neurotransmitters and peptides to be involved in multiple biological processes including drug abuse such as cocaine, sensorimotor regulation, memory, eating behavior, anxiety and stress response. Studies by our research group suggest a new role in regulating the proliferation of neurons in the periventricular region during adulthood. To better substantiate this role, and especially whether it involves changes in the morphology of neurons belonging to this region, this work aims to study the dendritic spines of neurons in the accumbens and caudate-putamen nuclei after administration of the CART peptide. To do this, we used eight mice (Mus musculus) that received continuous administration of the CART peptide or sterile saline for seven days, as well as a negative control group. After the post-surgical period, the animals were anesthetized and euthanized to remove their brains, which were impregnated using the Golgi-Cox method to visualize neuronal dendritic morphology. The brains were then sectioned using a vibratome and the sections were mounted on histological slides. Using Image-J Fiji software, we quantified the pattern of length and area in the dendritic branches and classified the spines found. We found that the group receiving the CART peptide had a greater number of dendritic spines than the saline control and negative control, considering the nucleus accumbens and the caudate-putamen nucleus. In addition, in both nuclei, there has been a higher incidence of the Thick subtype of spines. Morphological measurements such as length and area of the dendritic spines in the CART group showed significantly lower means (*** p < 0.001) compared to the negative control group in the nucleus accumbens and caudate-putamen, while in the dendrites they showed significantly higher means (*** p < 0.001). Thus, the morphological changes found in the Thick subtype of the CART group compared to the Negative Control group suggest the involvement of the CART peptide together with other neurotransmitters and neuropeptides in the process of synaptic transmission in a faster and more concentrated way in the dendritic axis of striatal neurons in the regions studied, indicating its participation in neuroplasticity.