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Tipo: Dissertação
Título: Efeito imunomodulador e sinaptogênico dos enantiômeros R- e S-cetamina no modelo inflamatório de depressão induzido por lipopolissacarídeo
Título em inglês: Immunomodulatory and synaptogenic effects of R- and S-ketamine enantiomers in the lipopolysaccharide-induced inflammatory model of depression
Autor(es): Chaves Filho, Adriano José Maia
Orientador: Gaspar, Danielle Macêdo
Palavras-chave: Cetamina;Depressão;Micróglia;Lipopolissacarídeo
Data do documento: 19-Abr-2021
Citação: CHAVES FILHO, A. J. M. Efeito imunomodulador e sinaptogênico dos enantiômeros R- e S-cetamina no modelo inflamatório de depressão induzido por lipopolissacarídeo. 2021. 164 f. Dissertação (Mestrado em Farmacologia) - Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021.
Resumo: A depressão é um transtorno mental incapacitante, associado a níveis aumentados de citocinas pró-inflamatórias e ativação glial. A cetamina tem despontado como uma agente modificador da psicofarmacologia da depressão, por exercer seu efeito em horas com elevada responsividade. Essa droga consiste em uma mistura racêmica dos enantiômeros R- e S-cetamina (R- e S-KET) que possuem efeitos comportamentais e alvos moleculares distintos. Esse estudo objetiva investigar o perfil imunomodulador e sinaptogênico da R- e S-KET no modelo de depressão induzido pela administração de lipopolissacarídeo (LPS). Para isso, ratos Wistar machos foram desafiados com LPS (0,83 mg/kg, ip.). Após 24 horas, os animais receberam R-KET ou S-KET (10 mg/kg,ip.), e 2 horas após, foram avaliados para comportamentos tipo-depressivo e efeitos adversos psicomiméticos. Ao final, os animais foram sacrificados e amostras do hipocampo e soro foram colhidas. Ademais, cultivos de microglias BV2 foram desafiados com LPS (100 ng/ml) por 24 horas e 2 horas após expostos à R- ou S-KET. Ambos enantiômeros reverteram parte das alterações tipo-depressivas induzidas pelo LPS, bem como o aumento reativo de corticosterona sérica. LPS causou intensa ativação glial, demonstrado por marcadores de reatividade microglial (Iba1) e astrocítico (GFAP) no hipocampo. Isso foi acompanhado por aumento de nitrito, das citocinas pró-inflamatórias TNFα e IL-6 e de marcadores de fenótipo M1 (RNAm iNOS e CD86). Ambos os enantiômeros atenuaram o aumento de Iba1 e GFAP no hipocampo, porém apenas a S-KET induziu um fenótipo M2, indicado pelo aumento da atividade da arginase, das citocinas IL-4 e IL-10 e da expressão dos genes de resposta M2a (LGLAS3 e IGF-1). Nas células BV2, a S-KET aumentou os níveis de arginase e de IL-4 e IL-10 , compatível com perfil M2. Ambas, R- e S-KET reverteram as alterações ultraestruturais sinápticas e de sinaptossomas isolados causadas pelo LPS. Entretanto, apenas a S-KET aumentou a densidade e a presença de formas sinápticas maduras no giro denteado. Também, a S-KET aumentou a expressão e taxa de maturação do BDNF no hipocampo e a secreção desssa neurotrofina pelas micróglias BV2. Portanto, o presente estudo demonstrou, pela primeira vez, o perfil imunomodulador superior da S-KET, sendo capaz de promover um fenótipo reparativo M2 e proteger as estruturas sinápticas dos danos associados ao desafio imune. Ao final, nossos resultados contribuem para o entendimento dos mecanismos subjacentes ao efeito antidepressivo da cetamina, como também para o redirecionamento preferencial da S-KET para condições inflamatórias crônicas.
Abstract: Depression is a disabling mental disorder associated with increased levels of pro-inflammatory cytokines and glial activation. Ketamine has emerged as a modifying agent in the psychopharmacology of depression, as it exerts effect in hours with high responsiveness. This drug, however, consists of a racemic mixture of the R- and S-ketamine enantiomers (R- and S-KET) that have different behavioral effects and molecular targets. This study aims to investigate the immunomodulatory and synaptogenic profile of R- and S-KET in the model of depression induced by the lipopolysaccharide (LPS) administration. To do this, male Wistar rats were challenged with LPS (0.83 mg / kg, ip.). After 24 hours, the animals received R-KET or S-KET (10 mg / kg, ip.), and 2 hours later, they were evaluated for depressive-like behaviors and adverse psychomimetic effects. At the end, the animals were sacrificed and brain samples of the hippocampus and serum were collected. In addition, BV2 microglial cultures were challenged with LPS (100 ng / ml) for 24 hours and 2 hours later were exposed to R- or S-KET. Both enantiomers reversed some depressive-like behaviors induced by LPS, as well as the reactive increase in serum corticosterone. LPS caused intense glial activation, demonstrated by markers of microglial (Iba1) and astrocytic (GFAP) reactivity in the hippocampus. This was accompanied by an increase in nitrite, proinflammatory cytokines TNFα and IL-6 and M1 phenotype markers (iNOS and CD86 mRNA). Both enantiomers attenuated the increase in Iba1 and GFAP in the hippocampus, but only S-KET induced an M2 phenotype, indicated by the increase in the arginase activity, cytokines IL-4 and IL-10 and the expression of M2a response genes (LGLAS3 and IGF-1). In the BV2 cells, S-KET increased arginase activity and IL-4 and IL-10 levels, which was compatible with the M2 profile. Both R- and S-KET reversed the LPS-induced changes in synaptic ultrastructure and isolated synaptosomes. However, only S-KET increased the density and the presence of mature synaptic forms in the dentate gyrus. Also, S-KET increased BDNF expression and maturation rate in the hippocampus, as well as increased this neurotrophin secretion by BV2 microglia. Therefore, the present study demonstrated, for the first time, the superior immunomodulatory profile of S-KET, being able to promote a reparative M2 phenotype and protect synaptic structures from the damage associated with the immune challenge. In the end, our results contribute to the understanding of the mechanisms underlying the antidepressant effect of ketamine, as well as to the preferential repurposing of S-KET to chronic inflammatory conditions.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/59976
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