Investigação molecular, comportamental e eletrofisiológica do zebrafish exposto a diferentes agentes convulsivantes : o zebrafish é capaz de ficar cronicamente epiléptico?

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Parolari, Thales Guimarães, 1994-
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/15394
Resumo: Orientador: Cláudia Vianna Maurer Morelli
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spelling Investigação molecular, comportamental e eletrofisiológica do zebrafish exposto a diferentes agentes convulsivantes : o zebrafish é capaz de ficar cronicamente epiléptico?Molecular, behavioral, and electrophysiological investigation of zebrafish exposed to different convulsive agents : does the zebrafish become chronically epileptic?EpilepsiaPeixe-zebraPentilenotetrazolPilocarpinaSeizuresEpilepsyZebrafishPentylenetetrazolePilocarpineOrientador: Cláudia Vianna Maurer MorelliTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências MédicasResumo: As epilepsias são um conjunto de doenças neurológicas complexas com diferentes manifestações clínicas, mas que possuem em comum a ocorrência de crises epiléticas recorrentes. O Danio rerio ou, como é popularmente conhecido, zebrafish, é considerado um importante modelo animal de pesquisa, sendo utilizado como ferramenta complementar, auxiliando na investigação das epilepsias, no entendimento dos processos epileptogênicos e na modelagem de crises epilépticas de forma geral. O uso do zebrafish possui vantagens experimentais inclusive no âmbito das análises comportamentais, moleculares e eletrofisiológicas. Dessa forma, o presente trabalho buscou explorar as características inerentes ao modelo, com o objetivo de melhor compreender a capacidade do cérebro imaturo de zebrafish em se tornar cronicamente epilético, utilizando estímulos químicos em diferentes padronizações temporais: estimulo agudo único em larvas de 7 dias pós fertilização (dpf); estimulo agudo diário de 7 a 15 dpf; e status epilepticus único por 3 horas em larvas 7 dpf seguido de acompanhamento até 21 dpf, com os agentes convulsivantes, pentilenotetrazol (15 mM) e pilocarpina (30 mM). Foram realizadas análises comportamentais de atividade de nado, moleculares por meio da investigação do perfil de expressão dos transcritos dos genes cfos, fosb, bdnf e il1b e, também, foi realizada a aquisição de dados eletrofisiológicos cerebrais oriundos de estímulos convulsivantes provocados por ambos os agentes convulsivantes. Os dados obtidos evidenciaram um aumento significante do nado das larvas de zebrafish estimuladas com Pentilenotetrazol (15 mM) para todos os três grupos estudados em relação aos seus respectivos grupos controle. As larvas estimuladas com pilocarpina (30 mM) apresentaram diminuição significante na atividade do nado (distância total e velocidade média) para o grupo de estímulo agudo único em larvas 7 dpf, os demais grupos também contaram com diminuição da atividade do nado em relação aos grupos controle, porém sem significância estatística. Na análise molecular, dentro do grupo de estímulo agudo único, foi possível observar aumento significante da expressão relativa do gene cfos para os animais tratados com PTZ, indicando aumento da atividade neuronal; os demais grupos PTZ, bem como os pilocarpina não obtiveram significância na expressão em comparação aos controles de mesma. Os animais submetidos ao status epilepticus único, seguido de acompanhamento até 21 dpf tiveram significante aumento do transcrito do gene il1b quando tratados com PTZ e aumento de cfos, bdnf e il1b, quando tratados com pilocarpina. Os animais que receberam tratamento diário tiveram aumento significante de todos os genes estudados, tanto para PTZ quanto pilocarpina. A aquisição de dados eletrográficos sugere que PTZ e pilocarpina evocam padrões eletrográficos diferentes. Os protocolos de indução quimio-convulsivante utilizados nesse trabalho não foram capazes de evidenciar que o cérebro imaturo do zebrafish se torne cronicamente epiléptico pelas análises realizadas dentro de nossa proposta, porém, foi possível constatar alteração comportamental das larvas para ambas as drogas utilizadas, além de uma sensitização usando-se o protocolo de SE, evidenciada mesmo após três semanas do estímulo inicial. Este trabalho contribui na caracterização do zebrafish como modelo de crises epilépticas e abre caminho para futuras investigações sobre a epileptogênese neste modeloAbstract: Epilepsies are a group of complex neurological disorders presenting a variety of clinical manifestations, which have in common recurrent epileptic seizures. Danio rerio, also known as zebrafish, is considered an animal model with many advantages for epilepsy research and is used as a complementary tool to better understand epileptogenic processes and seizures. Zebrafish have experimental advantages for behavioral, molecular, and electrophysiological analyses. Thus, the present study sought to understand the capability of the immature zebrafish brain to become chronically epileptic, using chemical stimuli in different temporal patterns, as follows: single acute stimulus in larvae at 7 dpf (days post fertilization); daily acute stimulus from 7 to 15 dpf; and single status epilepticus for 3 hours in larvae at 7 dpf monitored up to 21dpf with no additional stimuli. The convulsant agents were Pentylenetetrazole (PTZ) 15 mM) and Pilocarpine 30 mM. The parameters analyzed were swimming behavioral (average speed and total distance), mRNA transcript profile of the cfos, fosb, bdnf, and il1b genes, and electrophysiological data from convulsant stimuli using both proconvulsant agents. Our results showed that the zebrafish presented increased swimming activity for the three groups submitted to the PTZ compared to their control group. Larvae stimulated with Pilocarpine showed a significant decrease in swimming activity for the single acute stimulus group in larvae at 7dpf. The molecular analysis showed no significant difference in the single acute stimulus group. Animals from the status epilepticus group followed by monitoring up to 21 dpf showed an upregulation of the il1b transcript when treated with PTZ and an increase in cfos, bdnf, and il1b when treated with Pilocarpine. Animals treated daily with both proconvulsant agents presented transcript upregulation for all genes investigated. Electrophysiological analyses showed different electrical epileptiform discharges according to the convulsant agents, PTZ or Pilocarpine. The chemo convulsant induction protocols applied in this work did not show whether the immature brain of zebrafish becomes chronically epileptic, at least by the analyzes carried out within our proposal; however, it was noticed behavioral alteration for both drugs used, in addition to a sensitization under the SE protocol, evidenced even after three weeks of the initial stimulus. This study contributes to the characterization of zebrafish as a model of epileptic seizures, enabling future investigations that explore the functioning of epileptogenesis in this modelDoutoradoGenética MédicaDoutor em CiênciasCNPQ140578/2019-6CAPES001[s.n.]Maurer-Morelli, Cláudia Vianna, 1966-Yasuda, Clarissa LinRogério, FábioCovolan, LucieneBonan, Carla DeniseUniversidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Faculdade de Ciências MédicasPrograma de Pós-Graduação em Ciências MédicasUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASParolari, Thales Guimarães, 1994-20232022-12-16T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (94 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/15394PAROLARI, Thales Guimarães. Investigação molecular, comportamental e eletrofisiológica do zebrafish exposto a diferentes agentes convulsivantes: o zebrafish é capaz de ficar cronicamente epiléptico?. 2023. 1 recurso online (94 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Campinas, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/15394. 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