Caracterização de um modelo animal para síndrome congênita do zika vírus : avaliação comportamental, neuroinflamatória e neuroglial

Abstract

Apesar do fim da emergência de saúde pública, novos casos de Síndrome Congênita Associada ao Vírus Zika (SCZ) continuam a ser registrados no Brasil, com alta probabilidade de novos surtos devido ao clima tropical e à proliferação do mosquito transmissor. Esta tese teve como objetivo caracterizar um modelo de infecção congênita pelo ZIKV, avaliando a prole ao longo do neurodesenvolvimento, com foco nas consequências cognitivas, neuroinflamatórias e gliais, além de investigar o potencial neuroprotetor do Enriquecimento Ambiental como uma alternativa eficaz e de baixo custo para o tratamento. Para tanto, ratas prenhes foram inoculadas subcutaneamente com ZIKV-BR na dose de 1x10⁷ unidades formadoras de placas (PFU mL⁻¹) de ZIKV isolado no Brasil (ZIKV-BR) no 18º dia gestacional (G18). Ao avaliar a prole 24 horas após o nascimento, observamos uma atrofia do hipocampo, alterações na barreira hematoencefálica e aumento na expressão de citocinas pró- inflamatórias no encéfalo total. Além disso, encontramos um importante atraso em reflexos neonatais, o que pode predispor a déficits a longo prazo. Em seguida, investigamos os efeitos a longo prazo da infecção em animais adultos, focando no hipocampo, córtex e estriado. Foram observadas alterações sutis nos comportamentos exploratórios e cognitivos, associadas à persistência de neuroinflamação no hipocampo. Em machos, houve redução da área do córtex frontal, diminuição de neurônios e aumento de células gliais, além de alterações no estriado, com diminuição de neurônios e aumento de IBA-1. Já nas fêmeas, houve apenas redução de neurônios no estriado, indicando que a infecção afeta de maneira diferenciada as regiões cerebrais entre os sexos. Dada a relevância desses achados, foram realizadas análises iniciais sobre o impacto do enriquecimento ambiental, com foco na via de sinalização WNT, que regula o desenvolvimento neural e a plasticidade sináptica. Preliminarmente, observamos alterações importantes nessa via, bem como um potencial benéfico do enriquecimento ambiental frente ao desafio causado pela infecção. De maneira geral, esta tese oferece evidências sobre a vulnerabilidade do tecido nervoso a curto, médio e longo prazo frente à infecção congênita pelo ZIKV. Ainda, destaca a necessidade de mais pesquisas para elucidar as nuances das respostas neuroinflamatórias, suas implicações no comportamento e na função cognitiva, bem como o potencial benéfico do enriquecimento ambiental em modelos de infecção congênita.

Despite the end of the public health emergency, new cases of Congenital Zika Virus Syndrome (CZS) continue to be reported in Brazil, with a high probability of new outbreaks due to the tropical climate and the proliferation of the mosquito vector. This thesis aimed to characterize a model of congenital ZIKV infection, evaluating the offspring throughout neurodevelopment, focusing on cognitive, neuroinflammatory, and glial consequences, in addition to investigating the neuroprotective potential of Environmental Enrichment as an effective and low-cost treatment alternative. For this purpose, pregnant rats were subcutaneously inoculated with ZIKV-BR at a dose of 1x10⁷ plaque-forming units (PFU mL⁻¹) of ZIKV isolated in Brazil (ZIKV-BR) on the 18th gestational day (G18). When evaluating the offspring 24 hours after birth, we observed hippocampal atrophy, alterations in the blood-brain barrier, and increased expression of pro-inflammatory cytokines in the whole brain. Additionally, we identified a significant delay in neonatal reflexes, which may predispose to long-term deficits. Subsequently, we investigated the long-term effects of infection in adult animals, focusing on the hippocampus, cortex, and striatum. Subtle alterations in exploratory and cognitive behaviors were observed, associated with persistent neuroinflammation in the hippocampus. In males, there was a reduction in the frontal cortex area, a decrease in neurons, and an increase in glial cells. Alterations were also observed in the striatum, with a reduction in neurons and an increase in IBA-1. In females, only a reduction in neurons in the striatum was noted, indicating that the infection affects brain regions differently between sexes. Given the relevance of these findings, initial analyses were conducted on the impact of environmental enrichment, focusing on the WNT signaling pathway, which regulates neural development and synaptic plasticity. Preliminary observations revealed significant alterations in this pathway, as well as a potential beneficial effect of environmental enrichment in response to the challenge posed by congenital ZIKV infection. Overall, this thesis provides evidence of the vulnerability of nervous tissue in the short, medium, and long term in the face of congenital ZIKV infection. Furthermore, it highlights the need for further research to elucidate the nuances of neuroinflammatory responses, their implications for behavior and cognitive function, as well as the potential benefits of environmental enrichment in congenital infection models.