Investigação sistemática dos efeitos agudos da estimulação elétrica transcraniana por corrente contínua (ETCC) e a ação sobre sistemas inibitórios de ratos Naive

Abstract

A dor aguda é uma sensação fundamental para a sobrevivência. No entanto, sua cronicidade torna o manejo complexo. Ao longo das vias nociceptivas existem “filtros” excitatórios/inibitórios que modulam o processamento da informação. Entre os principais neurotransmissores/moduladores inibitórios estão a beta-endorfina e a Glicina. A possibilidade de ativação destas vias inibitórias pode ser importante para a delimitação temporal dos eventos dolorosos. Entre diferentes métodos utilizados na modulação da dor, a Estimulação Transcraniana por Corrente Contínua (ETCC) tem demonstrado efetividade. Esta eletroterapia proporciona excitação exógena do córtex cerebral, através da passagem de uma corrente elétrica. Seus mecanismos de ação não estão totalmente elucidados, limitando o potencial terapêutico em diversas áreas da saúde. Daí a importância de estudos pré-clínicos para investigar as alterações fisiológicas e bioquímicas induzidas por este tratamento. Os efeitos da ETCC têm sido testados em alterações patológicas como Parkinson, Depressão e Epilepsia, porém pouco se sabe sobre a sua ação em indivíduos saudáveis. Da mesma forma, é desconhecido o tempo necessário para o início do efeito e sua duração, principalmente quando administrada uma única aplicação. O presente estudo é parte de um projeto do tipo “guarda- chuva” que testa hipóteses relacionadas à atuação da ETCC como agente preventivo na percepção de processos álgicos. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar sistematicamente os efeitos analgésicos de uma única sessão de ETCC, além da ativação das vias glicinergicas descendentes (efeito top down) e seu efeito sistêmico pela variação de endorfinas séricas de ratos naives. Ratos Wistar (n=70), com 55 a 65 dias de idade (aproximadamente 250g de peso) no início dos experimentos, foram divididos em sete grupos (n=10/grupo) de acordo com o período pós-ETCC/sham-ETCC (falso tratamento): Controle Total, ETCC 30 (eutanasiados 30 min após ETCC), ETCC 60 (eutanasiados 60 min após ETCC), ETCC 120 (eutanasiados 120 min após ETCC), Sham ETCC 30, Sham ETCC 60, Sham ETCC 120. A intervenção foi realizada através de uma única sessão de 20 minutos de ETCC (500μA). No falso tratamento (Sham) os eletrodos posicionados na linha média interauricular (anodal) e na região supra-orbital (catodal), foram mantidos desligados. Os animais foram eutanasiados (decapitação) e os tecidos (medula espinal) e o soro coletados e armazenados em freezer -80ºC. A análise bioquímica foi realizada por Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA) e o teste comportamental foi realizado através do teste da Placa Quente. A análise estatística usou ANOVA de uma via, de uma via seguida do teste posthoc LSD de Fisher. Os dados comportamentais (Placa Quente) foram avaliados comparando os valores do baseline e aqueles obtidos após o tratamento com ETCC (ou Sham-ETCC) utilizando ANOVA de medidas repetidas seguida de post hoc Student-Newman-Keuls (SNK) tendo os grupos como fator independente e os dados de comportamento como variáveis dependente. Os animais tratados apresentaram analgesia em 30 e 60 minutos. Foi observado um aumento significativo de beta-endorfina nos grupos que receberam ETCC em 60 minutos. Quanto à Glicina, não houve diferenças significativas entre os grupos. Desta forma, foi visto que uma única sessão de ETCC pode induzir a analgesia térmica em animais naive em até uma hora após a aplicação e parte desta redução na sensibilidade dolorosa pode envolver mecanismos opiáceos; não sendo observado a ativação das vias glicinergicas descendentes. Os dados deste projeto poderão contribuir para a formulação de protocolos preventivos e terapêuticos de dor, reduzir custos e melhorar a qualidade de vida dos pacientes submetidos a procedimentos diversos.

Acute pain is a fundamental sensation for survival; however, its chronicity makes its management complex. To contain nociceptive processing, excitable and inhibitory mechanisms may be involved. Key inhibitory neurotransmitters/modulators include beta-endorphin and glycine. The possibility of activating these inhibitory pathways may be important for the temporal delimitation of painful events (e.g., postoperative pain). Among different methods used to decrease pain perception, we can mention Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS). This electrotherapy provides exogenous excitation of the cerebral cortex, non- invasively, through an electric current that passes between two electrodes placed on the scalp. ETCC modulates brain activity by changing the dynamics of neural firing, which can cause a decrease in painful perception and act in the treatment of changes in the central nervous system such as Parkinson, Depression and Epilepsy. Its mechanisms of action are not fully understood, which limits its therapeutic potential in several areas of health. Therefore, preclinical studies are of fundamental importance to investigate the physiological and biochemical changes induced by this treatment. There are indications that in addition to the local action (cerebral cortex), tDCS may activate descending pathways, with the possibility of modulating remote areas of the Central Nervous System such as the spinal cord. The effects of tDCS have been tested on pathological changes, however, little is known about its action in healthy individuals. It is also unknown the time needed to start the effects and its duration, mainly in a single application, since most studies have used multiple sessions of tDCS. This study is part of an “umbrella” project that tests hypotheses related to ETCC's role as a preventive agent in the installation of pain processes. Thus, the aim of this study is to systematically assess the effects of a single session of tDCS on the activation of descending pathways (topdown effect) by varying the levels of glycine in the spinal cord of naive rats. Biological material from Research Project number 2016-0408 (CEUA / HCPA) will be used. Wistar rats were divided into ten groups (n = 10 / group) according to the post- tDCS / sham period: Total Control, tDCS 30 (euthanized 30 min after tDCS), tDCS 60 (euthanized 60 min after tDCS), tDCS 120 (euthanized 120 min after tDCS), Sham tDCS 30, Sham tDCS 60 and Sham tDCS 120. Therapeutic intervention was performed through a single 20-minute tDCS session (500 μA for 20 minutes). In the false treatment (Sham) the electrodes were kept disconnected. The animals were euthanized (decapitation) and the tissues (spinal cord) and serum collected and stored in a freezer -80ºC. The biochemical analysis will be performed by Enzyme-Linked Immunosorbent Assay (ELISA). The statistical analysis will be done by one-way ANOVA. The data from this project may contribute to the formulation of preventive pain protocols, reduce costs, and improve the quality of life of patients undergoing different procedures.