Análise inter-hemisférica das oscilações cerebrais e de correlatos neuroquímicos em ambos os sexos do modelo murino do Transtorno de Déficit de Atenção e Hiperatividade (TDAH)

Abstract

O Transtorno de Déficit de Atenção e Hiperatividade (TDAH) é um transtorno do neurodesenvolvimento caracterizado por sintomas de desatenção, hiperatividade e impulsividade, com a hiperatividade mais frequente em meninos e a desatenção mais frequente em meninas. Alterações no desenvolvimento cerebral e nos sistemas dopaminérgico e noradrenérgico já foram reportadas como alterações fisiopatológicas no TDAH. Do ponto de vista funcional, é sugerido que alterações nas oscilações cerebrais entre os hemisférios podem desempenhar um papel na neurobiologia não só do TDAH, mas de transtornos psiquiátricos em geral. Porém, elas foram pouco estudadas abordando diferenças sexuais. Nosso objetivo foi investigar as alterações comportamentais e avaliar as assimetrias nas oscilações cerebrais e neuroquímicas em ambos os sexos em um dos modelos murinos mais utilizados para o estudo do TDAH, os animais SHR (ratos espontaneamente hipertensos, do inglês Spontaneously Hypertensive Rats). Ratos machos e fêmeas das linhagens do modelo do TDAH e controle Wistar Kyoto (KYO) foram submetidos à cirurgia para implantação de eletrodos superficiais para os registros eletroencefalográficos (EEG) entre os dias pós-natal (DPN) 48-52. Após 7 dias de recuperação, nos DPN 55-59, foram realizados os registros do EEG concomitantemente com a análise da atividade locomotora e exploratória pela exposição ao aparato de campo aberto por 20 minutos. Após a realização da tarefa, os animais foram eutanasiados e foram avaliados os imunoconteúdos do transportador de dopamina (DAT), do transportador de noradrenalina (NET) e da proteína sináptica sinaptofisina, e de forma separada nos hemisférios cerebrais direito (HD) e esquerdo (HE) do córtex frontal e do hipocampo. Os dados foram analisados por ANOVA de duas vias, por teste t pareado ou pelo teste de Wilcoxon. Os animais SHR apresentaram um aumento da distância percorrida e da velocidade média no campo aberto, além de maior número de paradas, rearings e groomings. No EEG, as fêmeas SHR exibiram maior potência de ondas alfa, beta e gama no HD do córtex frontal em relação ao HE. O imunoconteúdo de NET dos ratos KYO de ambos os sexos apresentou aumento no HD do córtex frontal em relação ao HE, e nenhuma outra assimetria foi encontrada para o córtex frontal e hipocampo de ambas as linhagens. As assimetrias encontradas no padrão do EEG nas fêmeas do modelo animal do transtorno são descritas nas comorbidades envolvendo transtornos de humor, como depressão e ansiedade. Estes achados podem corroborar com os dados clínicos em que meninas diagnosticadas com TDAH apresentam transtornos de humor como comorbidades com uma maior frequência que meninos. Nossos resultados revelaram dimorfismo sexual nas assimetrias das oscilações cerebrais no modelo do TDAH. Entretanto, os sistemas de neurotransmissão mais afetados no TDAH não apresentaram assimetrias e, portanto, é fundamental para a compreensão da heterogeneidade dos sintomas conhecer o substrato neurobiológico envolvido nessas alterações eletroencefalográficas observadas nas fêmeas do modelo do TDAH. Nossos dados sugerem que as diferenças de sexo presentes no TDAH podem ser influenciadas por assimetrias cerebrais e reforçam a necessidade de futuras investigações sobre o fenótipo.

Attention-Deficit/Hyperactivity Disorder (ADHD) is a neurodevelopmental disorder characterized by hyperactivity, impulsivity and inattention with sex differences in the symptom’s presentation. Dopaminergic and noradrenergic systems dysfunction have been implicated in the ADHD etiology. Electroencephalography has been used as a potential biomarker in neuropsychiatric disorders. In this sense, alterations in the brain oscillations pattern have been documented in ADHD patients, but interhemispheric analysis considering sex differences have not been investigated yet. In this work, asymmetries in brain oscillations were investigated over the course of locomotor activity as well as the immunocontent of dopamine (DAT) and norepinephrine (NET) transporters in both sexes of an ADHD animal model. Adolescent Spontaneously hypertensive rats (SHR, used as ADHD model) and Wistar Kyoto rats (KYO, used as control strain). Electroencephalographic recordings were obtained from superficial electrodes implanted in the frontal and parietal cortex during the open field task. Right (RH) and left (LH) hemispheres from frontal cortex and hippocampus were separated for quantification of DAT, NET, and synaptophysin protein immunocontent. In the open field task, the ADHD rat model exhibited hyperlocomotion by an increased distance traveled, mean speed, number of stops, rearing, and grooming. In the frontal cortex, females from the ADHD model showed asymmetries in alpha, beta, and gamma with higher power in the RH than in the LH. NET immunocontent was increased in the frontal cortex of the RH compared to the LH in the control strain (KYO). Our findings revealed that DAT and NET were not associated with the inter hemispheric asymmetries in brain oscillations observed in females from the ADHD model. Considering that EEG asymmetries described were similar to those found in mood disorders such as depression and anxiety, our data suggest that these sex differences may be relevant for the neurobiology of the ADHD and its comorbidities, reinforcing the need for future research on the phenotype.