O papel do BDNF e da PRDX-1 na proteção contra o dano oxidativo central em ratos anedônicos submetidos a um protocolo de estresse crônico moderado

Abstract

A ativação crônica do eixo hipotálamo-pituitária-adrenal (HPA) e o aumento sustentado de glicocorticoides têm sido associados à depressão maior (DM), e também a alterações envolvendo neurotrofinas e marcadores de estresse oxidativo em resposta à inflamação. O presente estudo teve como objetivo avaliar medidas centrais do fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), de dano oxidativo, e da capacidade antioxidante total de ratos submetidos ao estresse crônico moderado e imprevisível (CUMS), além de investigar a relação entre os níveis de BDNF e proteínas diferencialmente expressas envolvidas em processos biológicos de estresse oxidativo e inflamação. Ratos Wistar machos foram submetidos ao CUMS por seis semanas. Conforme as taxas de preferência por sacarose, os animais foram classificados como anedônicos ou não-anedônicos. Após a coleta dos tecidos cerebrais, foram avaliados o dano oxidativo, a capacidade antioxidante total e os níveis de BDNF. A fim de estender a discussão sobre possíveis mecanismos envolvendo os achados experimentais, adicionalmente, foi realizada uma análise de bioinformática reunindo resultados de proteômica de outros estudos com protocolo experimental semelhante, visando identificar proteínas envolvidas com o estresse oxidativo e vias inflamatórias diferencialmente expressas em animais anedônicos. O CUMS esteve associado ao aumento das concentrações de BDNF e à diminuição da capacidade antioxidante total, além de não ter sido identificado dano oxidativo aos lipídios e proteínas nos animais estressados. Além disso, a abordagem proteômica de bioinformática indicou que animais anedônicos apresentam um aumento na expressão de peroxirredoxina-1 (PRDX-1) e uma diminuição na expressão de proteínas envolvidas com sinalização apoptótica e inflamatória (RELA, ASK-1 e TAK-1) no hipocampo. Essas evidências sugerem que o BDNF e a PRDX-1 podem representar uma resposta inicial contra o estresse, com papel compensatório, prevenindo o dano oxidativo a lipídios e proteínas através da modulação da defesa antioxidante, principalmente em animais anedônicos.

Chronic activation of the HPA axis and sustained increase of glucocorticoids have been associated in major depression (MD), and also related to changes involving neurotrophins and oxidative stress markers in response to inflammation. This study aimed to evaluate central measures of brain-derived neurotrophic factor (BDNF), oxidative damage and total antioxidant capacity of rats submitted to chronic unpredictable mild stress (CUMS) and investigate the relationship between BDNF levels and differentially expressed proteins involved in oxidative stress and inflammatory biological processes. Wistar male rats were subjected to CUMS for six weeks. Based on the sucrose preference test, animals were divided into anhedonic and non-anhedonic clusters. After brain tissue collection, oxidative damage, total antioxidant capacity, and BDNF levels were evaluated. In order to extend discussion of possible mechanisms involving neurobiological findings, a bioinformatics approach was performed to identify proteins involved with oxidative stress and inflammation pathways that were differentially expressed in anhedonic animals from other studies with similar experimental protocol. CUMS was associated with an increase in BDNF concentrations accompanied by a decrease in total antioxidant capacity, besides the absence of oxidative damage to lipids and proteins in stressed animals. Withal, bioinformatics proteomic approach indicated that anhedonic animals showed a peroxiredoxin-1 (PRDX-1) up-regulation and a down-regulation of proteins involved with apoptotic and inflammation signaling (RELA, ASK-1 and TAK-1) in the hippocampus. These evidences suggest that BDNF and PRDX-1 may represent an initial response against stress, with a compensatory role, preventing oxidative damage to lipids and proteins through the modulation of antioxidant defense, mainly in anhedonic animals.