Determinação dos efeitos da suplementação de ômega-3 em um modelo neurodesenvolvimental de esquizofrenia induzido por poly(I:C) em ratos neonatos

Abstract

A hipótese neurodesenvolvimental da esquizofrenia (SZ) tem origem numa perturbação do desenvolvimento ou maturação encefálica no período perinatal. Nesse contexto, objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da suplementação com ômega-3 (ω-3) em dois diferentes períodos de vida (período de crescimento fetal e durante a adolescência) em parâmetros comportamentais e bioquímicos em um modelo de desafio imune neonatal induzido por ácido poliinosínico:policitidílico (Poly(I:C)). Para isso, fêmeas wistar grávidas foram divididas em dois grupos para o tratamento de prevenção a partir do 16° ao 21º dia de gestação: um grupo recebeu ω-3 na dose de 0,8g/Kg via gavagem (grupo O), e o outro recebeu Tween (grupo T) na mesma dose e via. Após o nascimento, do 5º ao 7º dia pós-natal (PN) cada grupo de recém nascidos foi subdivido em dois grupos: um recebeu poly(I:C) na dose de 2mg/kg (grupo OP ou TP) e outro recebeu salina na dose 1 ml/kg (grupo OS ou TS), ambos via intraperitoneal. Na adolescência, do 30º ao 44º dia PN, os animais receberam o segundo tratamento de prevenção com ω-3, seguindo a mesma suplementação da gestação: com ω-3 (grupo OPO, TPO e TSO) ou Tween (grupo OPT, OST,TPT e TST)). No total, foram 7 grupos de tratamento (n~15 animais/grupo): TST, TPT, TSO, TPO, OST, OPT e OPO. No 45º dia PN foram realizados os testes comportamentais de Y-maze, campo aberto e interação social (three-chamber sociability and social novelty). Ao final foi realizada a eutanásia dos animais seguida da a coleta do sangue troncular e dissecação das estruturas cerebrais - córtex pré-frontal (CPF) e hipocampo (HC). O fator neurotrófico derivado do encéfalo (BDNF) e o estresse oxidativo, através das substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e glutationa peroxidase (GPx), foram avaliadas no soro e nas estruturas cerebrais. Os resultados foram expressos em mediana e intervalo interquartil (IQR). A análise foi realizada por Mann-Whitney U para comparações entre dois grupos (TST x TPT) e, para comparações múltiplas, empregou-se Kruskal-Wallis. Os resultados mostram que a administração neonatal de poly(I:C) foi capaz de induzir um comprometimento significativo na interação social e no interesse por novos conspecificos quando comparado ao controle (TST), sendo estes comportamentos considerados como um sintoma negativos da SZ. O desafio imune também aumentou significativamente a peroxidação lipídica no HC. A associação de suplementação ω-3 durante o crescimento fetal e durante a adolescência (OPO) foi capaz de proteger os animais de déficits de interesse social quando comparados ao grupo TPT. Além disso, apresentou níveis séricos significativamente elevados de BDNF e níveis mais baixos de peroxidação lipídica no HC do que o grupo TPT. Em conclusão, os resultados do presente trabalho mostram de forma inédita o efeito benéfico da suplementação subsequente com ω-3 em dois períodos distintos da vida de ratos submetidos a um modelo neurodesenvolvimental de SZ. Embora os mecanismos por trás desses resultados não sejam totalmente elucidados, o estudo acrescenta evidências dos benefícios da suplementação com ω-3 em pacientes com risco de desenvolver SZ.

The neurodevelopmental hypothesis of schizophrenia (SZ) originates in a disturbance of development or maturation of the brain in the perinatal period. In this context, the objective of this study was to evaluate the effect of omega-3 (ω-3) supplementation on behavioral and biochemical parameters in a neonatal immune challenge model induced by polyinosinic:polycytidylic acid (Poly(I:C)) in two different periods of life (fetal growth period and adolescence). For this, pregnant rats were divided into two groups for the prevention treatment from the GD16 to 21: one group received ω-3 0.8 g/kg (group O); and the other received Tween (group T) at the same dose, serving as control group, both via orogastric gavage once daily. From the postnatal day (PN) 5 to 7, each offspring (from group O and T) was divided into two subgroups: one received poly(I:C) 2mg/kg i.p. (groups OP and TP) and the other received saline 1ml/kg i.p. (groups OS and TS). In the adolescence, from the PN30 to 44, the offspring was treated with ω-3 (groups OPO, TPO and TSO) or Tween (groups OPT, OST, TPT and TST), following the same supplementation protocol of pregnant rats (group O and group T). In total, rats were divided 7 treatment groups (n ~ 15 animals per group): TST (control group), TPT, TSO, TPO, OST, OPT and OPO. On the PN45 all groups were submitted to the behavioral tests of Y-maze, open field and social interaction (three-chamber sociability and social novelty). At the end, the euthanasia of the animals was performed, followed by the collection of the trunk blood and dissection of the cerebral structures - prefrontal cortex (CPF) and hippocampus (HC). Brain Derived Neurotrophic Factor (BDNF) and oxidative stress, through thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) and glutathione peroxidase (GPx), were evaluated in serum and brain structures. The results were expressed as median and interquartile range (IQR). The analysis was performed by Mann-Whitney U for comparisons between two groups (TST x TPT). For multiple comparisons Kruskal-Wallis was used. The results show that the neonatal administration of poly(I:C) was able to induce a significant impairment in social interaction and interest in new conspecifics when compared to control (TST), being these behaviors considered negative symptoms of SZ. The association of ω-3 supplementation during fetal growth and during adolescence (OPO) was able to protect the animals from social interest deficits when compared to the TPT group. In addition, the OPO group had significantly elevated serum levels of BDNF and lower levels of lipid peroxidation in HC than the TPT group. In conclusion, the results of the present study unprecedentedly show the beneficial effect of subsequent supplementation with ω-3 in two distinct periods of life of rats submitted to a neurodevelopmental model of SZ. Although the mechanisms behind these results are not fully elucidated, the study adds evidence of the benefits of ω-3 supplementation in subjects with risk for developing SZ.