Efeito da vareniclina na prevenção do déficit de memória e aprendizado em um modelo animal de doença de Alzheimer

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Garrão, Natalie Razuck
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12571
Resumo: The etiology of the Alzheimer's disease (AD), the most frequently diagnosed degenerative disease of the central nervous system (CNS), is not yet fully understood, but it is known that their symptoms are related to the presence of the β-amyloid peptide in the brain and its pathogenic effects in this structure induces neuronal loss, mainly in regions of the hippocampus and frontal cortex, key structures in cognitive functions associated with memory and learning. Among the various therapeutic approaches that are proposed for patients with AD, none is clearly capable of preventing or curing the disease. Among the available symptomatic treatments, we have the anticholinesterasics, which increase the availability of the neurotransmitter acetylcholine at synapses, improving cognitive performance. There are also reports indicating that the consumption of the cholinergic agonist nicotine throughout life can delay the onset of AD. Varenicline, a partial agonist of cholinergic receptors (nAChRs) α4β2 and total of α7 nAChRs, is a drug currently used to treat nicotine addiction. Considering the above, the hypothesis of this study is that varenicline can exert a neuroprotective effect, preserving memory and learning performance loss in an animal model of neurodegeneration associated with Alzheimer's disease. In order to test this hypothesis, we treated mice from postnatal day (PND) 76 with varenicline at doses of 0.5 mg/kg/day or 2 mg/kg/day, or even with nicotine at a dose 5 mg/kg/day by gavage. On PND90, the animals underwent surgery for the implantation of osmotic mini-pumps filled either with β-amyloid peptide or with a control solution (flow 0.11 µl/h for 28 days). Treatment lasted until the end of the behavioral tests on PND128. The tests used to evaluate the behaviors associated with memory and learning, locomotion, anxiety and depression were: Step down, Open Field, Object Recognition, Tail Suspension and Modified Elevated Plus Maze. The brains were collected after the behavioral tests to verify the presence of amyloid deposits and inflammatory processes. We observed that the animals that received an infusion of β-amyloid peptide and that were not treated (VEH-Aβ) presented memory and learning impairments. In the other hand, the animals that received one of the treatments (varenicline or nicotine) had its memory preserved. Behaviors associated with mobility, depression and anxiety were not affected by infusion of β-amyloid peptide. The histological analysis showed, in animals from VEH-Aβ group, the presence of Aβ peptide deposits on the wall of arteries, indicative of an amyloid angiopathy and also showed the presence of inflammatory reaction with perivascular lymphocytic infiltrate in the cortex. We also verified that the VEH-Aβ group showed features of inflammation as indicated by intense staining and typical morphology of the activated microglia. In conclusion, we demonstrated that treatment with either nicotine or varenicline can prevent memory and learning impairments in an experimental model of Alzheimer's disease.
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Tese (Doutorado em Fisiopatologia Clínica e Experimental) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2016.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/12571The etiology of the Alzheimer's disease (AD), the most frequently diagnosed degenerative disease of the central nervous system (CNS), is not yet fully understood, but it is known that their symptoms are related to the presence of the β-amyloid peptide in the brain and its pathogenic effects in this structure induces neuronal loss, mainly in regions of the hippocampus and frontal cortex, key structures in cognitive functions associated with memory and learning. Among the various therapeutic approaches that are proposed for patients with AD, none is clearly capable of preventing or curing the disease. Among the available symptomatic treatments, we have the anticholinesterasics, which increase the availability of the neurotransmitter acetylcholine at synapses, improving cognitive performance. There are also reports indicating that the consumption of the cholinergic agonist nicotine throughout life can delay the onset of AD. Varenicline, a partial agonist of cholinergic receptors (nAChRs) α4β2 and total of α7 nAChRs, is a drug currently used to treat nicotine addiction. Considering the above, the hypothesis of this study is that varenicline can exert a neuroprotective effect, preserving memory and learning performance loss in an animal model of neurodegeneration associated with Alzheimer's disease. In order to test this hypothesis, we treated mice from postnatal day (PND) 76 with varenicline at doses of 0.5 mg/kg/day or 2 mg/kg/day, or even with nicotine at a dose 5 mg/kg/day by gavage. On PND90, the animals underwent surgery for the implantation of osmotic mini-pumps filled either with β-amyloid peptide or with a control solution (flow 0.11 µl/h for 28 days). Treatment lasted until the end of the behavioral tests on PND128. The tests used to evaluate the behaviors associated with memory and learning, locomotion, anxiety and depression were: Step down, Open Field, Object Recognition, Tail Suspension and Modified Elevated Plus Maze. The brains were collected after the behavioral tests to verify the presence of amyloid deposits and inflammatory processes. We observed that the animals that received an infusion of β-amyloid peptide and that were not treated (VEH-Aβ) presented memory and learning impairments. In the other hand, the animals that received one of the treatments (varenicline or nicotine) had its memory preserved. Behaviors associated with mobility, depression and anxiety were not affected by infusion of β-amyloid peptide. The histological analysis showed, in animals from VEH-Aβ group, the presence of Aβ peptide deposits on the wall of arteries, indicative of an amyloid angiopathy and also showed the presence of inflammatory reaction with perivascular lymphocytic infiltrate in the cortex. We also verified that the VEH-Aβ group showed features of inflammation as indicated by intense staining and typical morphology of the activated microglia. In conclusion, we demonstrated that treatment with either nicotine or varenicline can prevent memory and learning impairments in an experimental model of Alzheimer's disease.A etiologia da doença de Alzheimer (DA), uma das doenças degenerativas do sistema nervoso central (SNC) mais comuns em indivíduos idosos, ainda não está completamente elucidada, mas já se sabe que seus sintomas estão relacionados à presença do peptídeo β-amilóide no cérebro e que seus efeitos patogênicos nesta estrutura induzem uma perda neuronal, principalmente nas regiões do hipocampo e do córtex frontal, estruturas fundamentais para as funções cognitivas de memória e aprendizado. Dentre as diversas abordagens terapêuticas que são propostas para pacientes com DA, nenhuma demonstrou-se claramente capaz de prevenir ou curar a doença. Dentre os tratamentos sintomáticos disponíveis temos os fármacos anticolinesterásicos que atuam aumentando a disponibilidade do neurotransmissor acetilcolina nas sinapses, levando a uma melhora do desempenho cognitivo. Também há relatos indicando que o consumo de nicotina, um agonista colinérgico, ao longo vida pode retardar o surgimento da DA. A vareniclina, um fármaco agonista parcial dos receptores colinérgicos (nAChRs) α4β2 e total dos nAChRs α7, é uma droga atualmente utilizada no tratamento da dependência à nicotina. Considerando-se o exposto, a hipótese desse estudo é que a vareniclina pode exercer um efeito neuroprotetor, preservando o desempenho de memória e aprendizado, em um modelo animal de neurodegeneração associado à doença de Alzheimer. Com o objetivo de testar esta hipótese, tratamos camundongos a partir do 76o dia de vida pós-natal (PN) com vareniclina nas doses 0,5 mg/kg/dia (VAR1) ou 2 mg/kg/dia (VAR2), ou ainda com nicotina na dose 5 mg/kg/dia. Em PN90, os animais foram submetidos à cirurgia para implantação de minibombas osmóticas preenchidas ou com peptídeo β-amilóide ou com solução controle (fluxo de 0,11 µl/h durante 28 dias). O tratamento (gavagem) perdurou até o fim dos testes comportamentais em PN128. Os testes utilizados para avaliar os comportamentos associados à memória e aprendizado, locomoção, ansiedade e depressão foram: Esquiva Passiva, Campo Aberto, Reconhecimento de Objetos, Suspensão pela Cauda e Labirinto em Cruz Elevado Modificado. Os cérebros foram coletados após os testes comportamentais para a verificação da presença de depósitos amilóides e de processos inflamatórios. Observamos que os animais que receberam a infusão do peptídeo β-amilóide que não foram tratados (VEH-Aβ) apresentaram deficiências de memória e aprendizado, já os animais que receberam um dos tratamentos (vareniclina ou nicotina) tiveram sua memória preservada. Os comportamentos associados à locomoção, depressão e ansiedade não foram afetados pela infusão do peptídeo β-amilóide. A análise histológica indicou, nos animais do grupo VEH-Aβ, a presença de depósitos de peptídeo Aβ na parede de artérias, caracterizando uma angiopatia amilóide e a presença de infiltrado inflamatório linfocítico perivascular na região do córtex. Verificamos ainda que o grupo VEH-Aβ apresentou características de processos inflamatórios ativados pela intensa marcação e morfologia típica de micróglia ativada. Em conclusão, demonstramos que o tratamento com vareniclina e nicotina é capaz de evitar as deficiências de memória e aprendizado em um modelo experimental de doença de Alzheimer.Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T20:52:16Z No. of bitstreams: 1 Natalie Razuck Garrao Tese completa.pdf: 1513988 bytes, checksum: 7d6f82dbcd1614ea439dc6f8b0b04013 (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-06T20:52:16Z (GMT). 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