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Title in Portuguese: DHA e docosanoides promovem neurogênese e angiogênese com melhora da barreira hematoencefálica, área de infarto e escores neurológicos após isquemia-reperfusão cerebral focal em ratos
Author: Freitas, Raul Sousa
Advisor(s): Oriá, Reinaldo Barreto
Keywords: Ácidos Graxos Ômega-3
Neuroproteção
Traumatismo por Reperfusão
Issue Date: 6-Aug-2018
Citation: FREITAS, R. S. DHA e docosanoides promovem neurogênese e angiogênese com melhora da barreira hematoencefálica, área de infarto e escores neurológicos após isquemia-reperfusão cerebral focal em ratos. 2018. 122f. Tese (Doutorado em Ciências Morfofuncionais) - Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Abstract in Portuguese: O ácido docosahexaenoico (DHA) é um ácido graxo pertencente à família ômega-3, e é predominantemente encontrado nos fosfolipídios de membrana do sistema nervoso central. DHA é bem conhecido como um robusto agente neuroprotetor em modelos de isquemia-reperfusão cerebral focal e é o precursor de mediadores bioativos denominados docosanoides, dentre eles a neuroprotectina D1 (NPD1). NPD1 é um mediador lipídico pleiotrópico que possui importantes efeitos pró-sobrevivência celular, anti-apoptóticos, anti-inflamatórios e neuroprotetores. Embora as atividades neuroprotetoras do DHA tenham sido previamente demonstradas, seus mecanismos neuroprotetores e neurorestauradores assim como o efeito da administração direta do seu metabólito bioativo NPD1 num modelo de isquemia-reperfusão cerebral focal experimental ainda não foram completamente caracterizados. Neste trabalho foram avaliados os mecanismos neuroprotetores na barreira hematoencefálica e neurogênese na área de penumbra mediados pelo DHA e NPD1 num modelo de isquemia-reperfusão cerebral focal em ratos. Ratos Sprague-Dawley (SD) foram submetidos a 2h de oclusão da artéria cerebral média (MCAo), e então tratados com DHA (5 mg / kg, IV) ou NPD1 (5 ug/por rato, ICV) ou veículos 1h depois do início da reperfusão. A avaliação neurocomportamental foi realizada através dos testes de avaliação do reflexo postural e de resposta de membros anteriores induzidos realizados nos dias 1, 2, 3 e na 1ª, 2ª, 3ª ou 4ª semana pós isquemia. BrdU foi injetado nos dias 4, 5 e 6 pós-isquemia-reperfusão, análises imunohistoquímicas foram realizadas na 2ª ou 4ª semana. Imageamento por ressonância magnética (MRI) foi realizado no 7º dia e análises lipidômicas na 4ª e 5ª h após o início da isquemia. Dentre os resultados obtidos, foi observado que o tratamento com DHA melhorou as funções neurocomportamentais de curto e longo prazo reduzindo os volumes de infarto cortical, subcortical e total (em 42%, 47% e 31%, respectivamente) ao decorrer do período de de 2 semanas e reduziu ainda a perda tecidual em 50% após 4 semanas. DHA aumentou o número de células BrdU+/Ki-67+, BrdU+/DCX+ e BrdU+/NeuN+ no córtex, zona subventricular e giro dentado do hipocampo e potencializou a síntese de NPD1 na região de penumbra na 5ª h após MCAo. NPD1 melhorou o déficit motor, reduziu o volume da lesão isquêmica, protegendo a região de penumbra, aumentou o número de células NeuN+ e GFAP+, aumentou a densidade vascular e promoveu a regeneração axonal em penumbra e atenuou o dano à barreira hematoencefálica (BHE) após a MCAo. Concluímos a administração de DHA promove a neurogênese, redução da área e volume da lesão de infarto juntamente com síntese de NPD1 na região de penumbra e que o tratamento com NPD1 promove angiogênese, sobrevivência celular, regeneração nervosa e diminuição dano a BHE, o que se correlaciona com a recuperação neurocomportamental a longo-prazo após isquemia-reperfusão experimental.
Abstract: DHA is a member of the essential omega-3 fatty acid family and is enriched in the membranes of the central nervous system. It is also necessary for the development of the nervous system, including vision. DHA has been shown to be involved in memory formation, synaptic membrane function, aging and neuroprotection. Studies have shown that DHA is a critical component of endogenous mechanisms that protect the brain after injury. DHA is the precursor of bioactive mediators, the docosanoids and neuroprotectin D1 (NPD1; 10R,17S-dihydroxy-docosa-4Z,7Z,11E,15E,19Z hexaenoic acid), is the first identified member of this group of mediators. Neuroprotectin D1 is produced at the onset of brain ischemia-reperfusion and its neuroprotective bioactivity includes inflammatory modulation, induction of cell survival, and restoring disrupted homeostasis. Although neurorestorative and neuroprotective actions of DHA have been demonstrated after experimental stroke, its mechanisms and the effect of NPD1 administration has not been fully characterized so far. To explore underlying mechanisms, SD rats underwent 2 h of middle cerebral artery occlusion (MCAo) and treated with DHA (5 mg/kg, IV) or NPD1 (5 μg/per rat, ICV) and vehicles 1 h after. Neuro-behavioral assessments were conducted on days 1, 2, and 3, and on week 1, 2, 3, or 4. BrdU was injected on days 4, 5, and 6, immunohistochemistry was performed on week 2 or 4, MRI on day 7, and lipidomic analysis at 4 and 5 h after onset of stroke. DHA improved short- and long-term behavioral functions and reduced cortical, subcortical, and total infarct volumes (by 42, 47, and 31%, respectively) after 2 weeks and reduced tissue loss by 50% after 4 weeks. DHA increased the number of BrdU+/Ki-67+, BrdU+/DCX+, and BrdU+/NeuN+ cells in the cortex, subventricular zone, and dentate gyrus and potentiated NPD1 synthesis in the penumbra at 5 h after MCAo. NPD1 improved behavior, reduced lesion volumes, protected ischemic penumbra, increased NeuN, GFAP, SMI-71-positive cells and vessels, axonal regeneration in the penumbra, and attenuated blood-brain barrier (BBB) after MCAo. We conclude that docosanoid administration increases neurogenesis and angiogenesis, activates NPD1 synthesis in the penumbra, and diminishes BBB permeability, which correlates to long-term neurobehavioral recovery after experimental ischemic stroke.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/40158
metadata.dc.type: Tese
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