Estudo dos mecanismos neuroprotetores do extrato de jabuticaba (Plinia trunciflora) no modelo animal de hipóxia-isquemia neonatal

Abstract

A hipóxia-isquemia neonatal (HI) é a principal causa de óbito perinatal e de lesões que acometem o Sistema Nervoso Central (SNC). A fisiopatologia da HI decorre a partir da diminuição ou interrupção do aporte sanguíneo para o SNC, ocasionando morte celular, neuroinflamação e produção de espécies reativas de oxigênio. Atualmente, não existe um tratamento totalmente eficaz para a HI, desta forma, estudos investigam possíveis intervenções que possam prevenir ou recuperar os prejuízos causados pela HI. Neste contexto, diversas pesquisas experimentais sobre a ação de extratos vegetais demonstram que os efeitos nocivos da HI podem ser atenuados. A Plinia trunciflora é uma espécie de jabuticabeira nativa do Brasil e uma planta rica em antocianinas, um composto fenólico com propriedades antioxidantes. Há relatos na literatura que o extrato de Plinia trunciflora (EPT) foi capaz de reduzir o estresse oxidativo tanto em cultura celular, quanto em roedores. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar a possível ação neuroprotetora da administração do EPT em ratos Wistar submetidos à HI neonatal através de testes comportamentais, análises histológicas e bioquímicas. Animais de ambos os sexos foram submetidos ao procedimento cirúrgico no sétimo dia pós-natal (DPN7). Para induzir a HI, foi realizado a oclusão permanente da artéria carótida comum direita, seguido pela exposição à privação parcial de oxigênio (8% de O2) por 60 minutos; os animais do grupo Sham receberam apenas dissecção da artéria carótida. O EPT (10mg/kg) ou solução Salina (0,9%) foi administrado via intraperitoneal nos intervalos de 1, 24, 48 e 72 horas após a HI. Desta forma, os animais foram divididos em 4 grupos experimentais: Sham+Sal, HI+Sal, Sham+EPT e HI+EPT. No DPN10 foram coletas amostras (hipocampo, córtex e estriado) para as análises dos parâmetros de homeostase redox e dosagem de interleucinas (IL). A partir do DPN45, a memória de referência espacial e o comportamento do tipo-ansioso dos animais foram avaliados. Ao final dos testes, os animais foram eutanasiados e o encéfalo foi coletado para as análises histológicas. Na análise dos parâmetros de homeostase redox foi observado que a HI provocou o aumento de lipoperoxidação no hipocampo e no córtex; este efeito foi prevenido pelo EPT. A atividade da enzima SOD não foi alterada, entretanto, a atividade da GPX aumentou nos animais HI+Sal e se manteve diminuída nos animais HI+EPT. Além disto, os animais HI+Sal apresentaram uma redução nos níveis de defesa antioxidante (GSH), e esse efeito não foi observado no grupo HI+EPT. A HI provocou um aumento nos níveis de IL-1β e o EPT foi capaz de prevenir esse efeito. A análise do campo aberto mostrou que os animais HI+Sal apresentaram um maior número cruzamentos quanto comparado aos animais Sham+Sal. No teste do labirinto em cruz elevado os animais do grupo HI+Sal permaneceram mais tempo no braço aberto em comparação aos animais Sham, e essa alteração comportamental pôde ser prevenida nos animais HI+EPT. No teste do labirinto aquático de Morris, os animais HI+Sal apresentaram déficits de aquisição quando comparados aos animais Sham+Sal e este prejuízo cognitivo pôde ser revertido pelo EPT. A análise histológica mostrou que os animais HI+Sal apresentaram uma diminuição do volume das estruturas encefálicas estudadas, hemisférios cerebrais, córtex cerebral, hipocampo e estriado, quando comparado aos animais Sham+Sal; a perda tecidual foi prevenida nos animais tratados com EPT. Os resultados sugerem que a administração do extrato de Plinia trunciflora foi capaz de prevenir ou atenuar as consequências da hipóxia-isquemia neonatal sobre a homeostase redox, a integridade do tecido nervoso e o comportamento, parâmetros avaliados no presente trabalho. Os possíveis mecanismos de neuroproteção do EPT devem ser melhor estudados.

Neonatal hypoxia-ischemia (HI) is the main cause of perinatal death and injuries affecting the Central Nervous System (CNS). The pathophysiology of HI as a consequence of the reduction or interruption of cerebral blood supply, lead to cell death, neuroinflammation and production of reactive oxygen species. Currently, there is no fully effective treatment for HI, therefore, studies investigate possible interventions able to prevent or to recover HI-damage. In this context, several experimental studies regarding the action of plant extracts have demonstrated a positive effect against HI insult. Plinia trunciflora is a species of jaboticaba tree native to Brazil and a plant rich in anthocyanins, a phenolic compound with antioxidant properties. There are reports in the literature that the extract of Plinia trunciflora (EPT) was able to reduce oxidative stress both in cell cultures and in rodents. Thus, the aim of this study was to evaluate a neuroprotective action of the administration of EPT in Wistar rats suffering neonatal HI. For this purpose, animals of both sexes were submitted to the surgical procedure at postnatal day 7 (PND7) to induce HI. The right common carotid artery was permanently occluded, following by the exposure to oxygen deprivation (8% O2) for 60 minutes. Animals in the Sham group were subjected to carotid artery dissection without the exposure to hypoxia condition. EPT (10mg/kg) or saline solution (0.9%) was administered intraperitoneally at intervals of 1, 24, 48 and 72 hours after HI insult. Thus, animals were divided into 4 experimental groups: Sham+Sal, HI+Sal, Sham+EPT and HI+EPT. On PND10 a cohort of animals were euthanized for sample collection (hippocampus, cortex and striatum) to further analysis of redox homeostasis parameters and interleukin (IL) dosage. From the PND45, the spatial reference memory and anxious-like behavior were evaluated. After behavioral assessment, animals were euthanized, and the brain was collected for histological analysis. In the analysis of redox homeostasis parameters, it was observed that HI caused an increase in lipoperoxidation in the right hippocampus and cortex, and this effect was prevented by EPT. No changes were observed in the The SOD enzyme activity, however, GPX activity increased in the HI+Sal group and remained attenuated in the HI+EPT. Furthermore, the HI+Sal animals showed a reduction in antioxidant defense (GSH) levels and this effect was not observed in the HI+EPT group. HI induced an increase in IL-1β levels and the EPT was able to prevent it. Open field analysis showed that HI+Sal animals had a greater number of crosses when compared to Sham+Sal animals. In the plus maze test, HI+Sal animals spent more time in the open arms when compared to Sham animals, being reduced in animals that received EPT. In the Moris water maze test, HI+Sal animals showed learning deficits when compared to Sham+Sal animals and this cognitive impairment can be reversed by EPT. Histological analysis showed that HI+Sal animals suffered a decrease in the volume of brain structures: cerebral hemispheres, cerebral cortex, hippocampus, striatum when compared to Sham+Sal animals and this tissue loss was prevented in the HI+EPT group. The results suggest that the administration of Plinia trunciflora extract was able to prevent or attenuate the consequences of neonatal hypoxia-ischemia on redox homeostasis, nervous tissue integrity and behavior, parameters evaluated in the present work. Possible EPT neuroprotection mechanisms should be further studied.