Validade preditiva de ensaios comportamentais relevantes à esquizofrenia em peixes-zebra

Abstract

Introdução: A esquizofrenia é um transtorno psicótico grave caracterizado por pensamento desorganizado, alucinações, delírios, isolamento social, e déficits cognitivos. Embora sua fisiopatologia ainda não esteja totalmente esclarecida, sabe-se que está relacionada a disfunções em vias dopaminérgicas e transmissão glutamatérgica. Os antipsicóticos, fármacos utilizados no tratamento dessa condição, são classificados em típicos (bloqueadores de receptores dopaminérgicos D2) e atípicos (bloqueadores de receptores D2 e 5-HT2A de serotonina). O MK- 801 é um antagonista de receptores glutamatérgicos NMDA utilizado como ferramenta farmacológica para mimetizar fenótipos comportamentais relevantes aos sintomas da esquizofrenia em animais de laboratório. Entretanto, a literatura carece de estudos avaliando o efeito de antipsicóticos sobre as alterações comportamentais induzidas por MK-801 em peixes-zebra. Objetivo: Avaliar se os antipsicóticos olanzapina (atípico) e sulpirida (típico) previnem os efeitos da exposição aguda ao MK-801 em peixes-zebra, gerando informações quanto à validade preditiva de tais ensaios comportamentais. Métodos: Foram utilizados peixes-zebra adultos de ambos os sexos (n=15/grupo). Os animais foram aleatoriamente e individualmente expostos por 20 min a solução controle (água ou DMSO 1%) ou 3 concentrações de olanzapina (experimento 1 - 7,5, 15 e 30 mg/L) ou sulpirida (experimento 2 - 42,5, 85 e 170 mg/L); posteriormente, foram expostos por 20 min a MK-801 ou solução controle (água). Os animais foram então submetidos ao teste de preferência social (7 minutos) seguido pelo teste de tanque aberto (5 minutos). Os vídeos foram posteriormente analisados utilizando o software ANYMaze ®. Os dados foram analisados por ANOVA de duas vias/Bonferroni. Resultados: No teste de preferência social, o MK-801 reduziu o tempo na zona de interação e aumentou a distância percorrida, o número de cruzamentos e o tempo de imobilidade; entretanto, somente a alteração no número de cruzamentos foi observada em ambos os experimentos. No teste de tanque aberto, o MK-801 diminuiu a distância percorrida, o ângulo absoluto de virada e as rotações em sentido horário, enquanto aumentou o tempo de imobilidade; tais efeitos foram observados nos dois experimentos. A olanzapina reduziu de forma inespecífica o tempo na zona de interação na concentração mais alta, aumentou a distância percorrida na concentração mais baixa, e potencializou o efeito do MK-801 no número de cruzamentos nas concentrações mais baixa e intermediária. No teste de tanque aberto, todas as concentrações de olanzapina preveniram o aumento do tempo de imobilidade induzido pelo MK-801, e aumentaram de forma inespecífica a distância percorrida e o número de rotações em sentido horário (efeitos na direção oposta do MK-801). A sulpirida não teve efeitos significativos em nenhum dos parâmetros analisados. Discussão: Os efeitos do MK-801 no teste de tanque aberto foram mais robustos do que no teste de preferência social, que pode ser mais sensível a variações ambientais desconhecidas e/ou variabilidade interindividual. Embora a olanzapina tenha demonstrado efeitos na direção oposta aos do MK-801 no teste de tanque aberto, o contrário foi observado no teste de preferência social. Mais estudos são necessários para estabelecer a validade preditiva desse tipo de ensaio comportamental em peixes-zebra. São perspectivas desse trabalho testar outros antipsicóticos e ampliar a faixa de concentrações, modificar a ordem e a duração dos tratamentos, e avaliar os desfechos de interesse em outros testes comportamentais.

Introduction: Schizophrenia is a severe psychotic disorder characterized by disorganized thinking, hallucinations, delusions, social isolation, and cognitive deficits. Although its pathophysiology is not yet fully understood, it is known to be related to dysfunctions in dopaminergic pathways and glutamatergic transmission. Antipsychotics, drugs used to treat this condition, are classified into typical (blockers of D2 dopamine receptors) and atypical (blockers of serotonin 5-HT2A and D2 receptors). MK-801 is an NMDA glutamatergic receptor antagonist used as a pharmacological tool to mimic behavioral phenotypes relevant to schizophrenia symptoms in laboratory animals. However, the literature lacks studies evaluating the effect of antipsychotics on behavioral changes induced by MK-801 in zebrafish. Objective: To assess whether the antipsychotics olanzapine (atypical) and sulpiride (typical) prevent the effects of acute exposure to MK-801 in zebrafish, generating information regarding the predictive validity of such behavioral assays. Methods: Adult zebrafish of both sexes were used (n=15/group). The animals were randomly and individually exposed for 20 min to a control solution (water or 1% DMSO) or 3 concentrations of olanzapine (experiment 1 - 7.5, 15 and 30 mg/L) or sulpiride (experiment 2 - 42.5, 85 and 170 mg/L); subsequently, they were exposed for 20 min to MK- 801 or control solution (water). The animals were then subjected to the social preference test (7 minutes) followed by the open tank test (5 minutes). The videos were later analyzed using the ANY-Maze® software. Data were analyzed by two-way ANOVA/Bonferroni. Results: In the social preference test, MK-801 reduced the time in the interaction zone and increased the distance traveled, the number of crossings and the immobility time; however, only the change in the number of crossings was observed in both experiments. In the open tank test, MK-801 decreased travel distance, absolute turn angle and clockwise rotations, while increasing immobility time; such effects were observed in both experiments. Olanzapine nonspecifically reduced the time in the zone of interaction at the highest concentration, increased the distance traveled at the lowest concentration, and potentiated the effect of MK-801 on the number of crossings at the lowest and intermediate concentrations. In the open tank test, all concentrations of olanzapine prevented the increase in immobility time induced by MK-801, and nonspecifically increased the distance traveled and the number of clockwise rotations (effects in the opposite direction of MK-801). Sulpiride had no significant effects on any of the parameters analyzed. Discussion: The effects of MK-801 in the open tank test were more robust than in the social preference test, which may be more sensitive to unknown environmental variations and/or inter-individual variability. Although olanzapine demonstrated effects in the opposite direction to those of MK-801 in the open tank test, the opposite was observed in the social preference test. More studies are needed to establish the predictive validity of this type of behavioral assay in zebrafish. The prospects of this work are to test other antipsychotics and expand the range of concentrations, modify the order and duration of treatments, and evaluate the outcomes of interest in other behavioral tests.