Efeitos da administração intracerebroventricular de ácido arúndico sobre aspectos histológicos, bioquímicos e comportamentais no modelo experimental de hemorragia intracerebral em ratos

Abstract

A hemorragia intracerebral (HIC) consiste no principal subtipo de acidente vascular cerebral (AVC) hemorrágico, sendo responsável por altas taxas de mortalidade e graves sequelas neurológicas. Até o momento, não existe nenhum tratamento específico capaz de melhorar os desfechos da doença. Níveis aumentados da proteína astrocitária S100B são reportados após a HIC e contribuem no mecanismo de lesão cerebral secundária, estando associados à exacerbação da neuroinflamação, agravamento da lesão e piores desfechos neurológicos. A inibição da síntese de S100B pelos astrócitos através do ácido arúndico (AA) tem mostrado efeitos neuroprotetores em diferentes modelos experimentais de doenças do sistema nervoso central (SNC), mas seus efeitos ainda não foram estudados na HIC. Esta tese teve como objetivos estabelecer uma concentração efetiva para a administração intracerebroventricular (ICV) de AA e analisar os seus efeitos em ratos submetidos à HIC induzida por colagenase, quanto aos níveis centrais e periféricos de S100B, reatividade astrocitária e microglial, morte neuronal, parâmetros inflamatórios e oxidativos, assim como suas consequências no volume de lesão e na função neurológica dos animais. Inicialmente, ratos Wistar machos sem lesão prévia receberam umas das seguintes concentrações de AA: 0.02, 0.2, 2 e 20 μg/μl; e a concentração mais efetiva na redução dos níveis de S100B e GFAP no estriado (2 μg/μl) foi utilizada nos experimentos seguintes. Para os próximos experimentos, os ratos foram submetidos a uma cirurgia estereotáxica para administração de AA no ventrículo esquerdo e de colagenase no estriado dorsolateral esquerdo. As análises bioquímicas foram realizadas 24h, 72h e 7 dias após a HIC, e as análises histológicas e comportamentais em 72h e 7 dias após a lesão. Os resultados mostram que o tratamento com AA reduziu os níveis de S100B no estriado, soro e liquido cerebrospinal, assim como os níveis de proteína glial fibrilar ácida (GFAP, indicador de reatividade astrocitária) no estriado. Além disso, o AA aumentou os níveis do antioxidante cerebral glutationa (GSH), reduziu a formação de espécies reativas de oxigênio (ERO), e atenuou a ativação da microglia, reduzindo os níveis das citocinas inflamatórias interleucina-1β (IL-1β) e fator de necrose tumoral-α (TNF-α). Essas ações neuroprotetoras culminaram no aumento da sobrevivência neuronal (manutenção da densidade neuronal e prevenção de apoptose) no estriado, na limitação da expansão do volume de lesão e na prevenção de déficits neurológicos nos animais tratados. Os resultados sugerem que a proteína S100B tem um importante papel no mecanismo de lesão secundária inicial da HIC, e que o Ácido Arúndico demonstrou ser um agente neuroprotetor promissor no tratamento da doença.

Intracerebral hemorrhage (ICH) is the main subtype of hemorrhagic stroke, being responsible for high mortality rates and severe neurological impairments. To date, there is no specific treatment capable to improve the disease outcomes. Increased levels of the astrocytic protein S100B are reported after ICH and contribute to the mechanism of secondary brain injury, being associated with exacerbation of neuroinflammation and worsening of the injury and neurological deficits. Inhibition of astrocytic synthesis of S100B by arundic acid (AA) has shown neuroprotective effects in different experimental models of central nervous system (CNS) disorders, but its effects have not yet been studied in ICH. This thesis aimed to establish an effective concentration for intracerebroventricular (ICV) administration of AA and to analyze its effects in rats submitted to collagenase-induced ICH, in terms of central and peripheral levels of S100B, astrocytic and microglial reactivity, neuronal death, inflammatory and oxidative parameters, as well as its consequences in the lesion volume and functional neurological outcome. Initially, rats without previous CNS injury received one of the following concentrations of AA: 0.02, 0.2, 2 and 20 μg/μl; and the most effective concentration in reducing S100B and GFAP striatal levels (2 μg/μl) was used in the following experiments. For the next experiments, rats underwent a stereotactic surgery to AA administration in the left ventricle and collagenase in the left dorsolateral striatum. Biochemical analyzes were performed 24h, 72h and 7 days after ICH, and histological and behavioral analyzes at 72h and 7 days after the injury. Results show that the AA treatment reduced S100B levels in the striatum, serum and cerebrospinal fluid, as well as the glial fibrillar acid protein (GFAP, indicator of astrocytic reactivity) levels in the striatum. In addition, AA increased levels of the brain antioxidant glutathione (GSH), reduced the production of reactive oxygen species (ROS), and attenuated the activation of microglia, thus reducing the levels of the inflammatory cytokines interleukin-1β (IL-1β) and tumor necrosis factor-α (TNF-α). These neuroprotective effects culminated in improving neuronal survival (maintaining neuronal density and preventing apoptosis) in the striatum, limiting the expansion of the lesion volume and preventing neurological deficits in treated animals. Thus, the S100B protein has been shown to play an important role in the initial secondary injury mechanism of ICH, and AA has proved to be a promising neuroprotective agent in the treatment of the disease.