Inflamação pré-natal, asfixia perinatal e restrição sensório-motora : implicações para um modelo de paralisia cerebral em ratos

Abstract

O objetivo desta tese foi avaliar o efeito de distintos eventos agressivos, pertinentes ao contexto fisiopatológico da Paralisia Cerebral, na gênese de um modelo animal capaz de reproduzir as alterações anatômicas, bioquímicas e funcionais a fim de que se obtenha um fenótipo comportamental e neuropatológico mais semelhante à doença. Para isso, foram realizados três experimentos. No primeiro, foram examinados os efeitos de baixas doses da endotoxina bacteriana (lipopolissacarídeo, LPS), associada ou não com a anóxia perinatal (AP), nos parâmetros inflamatórios e de estresse oxidativo no córtex cerebral de filhotes de ratos Wistar machos recém nascidos. Foram avaliadas os níveis de TNF-α, IL-1, IL-4, SOD, CAT e DCF. Outros animais foram submetidos à avaliação dos marcos do desenvolvimento do dia 1º ao 21º dia de vida (P1 - P21). O comportamento motor também foi avaliado no P29 utilizando-se o campo aberto e o Rotarod. O LPS e a AP sozinhos obtiveram impactos diferentes na atividade de SOD e nos níveis de IL-1, TNF-α e radicais livres acompanhados com leve impacto no desenvolvimento e desempenho motor. Quando o LPS e a AP foram combinados, as mudanças nos parâmetros inflamatórios e de estresse oxidativo foram maiores. Adicionalmente, na combinação dos eventos, maiores limitações no desenvolvimento motor e na coordenação foram observadas. No segundo e terceiro experimentos, investigamos parâmetros de plasticidade morfológica na medula espinal de ratos submetidos à restrição sensório-motora (RS), associada ou não à estimulação locomotora. Ratos Wistar machos foram expostos à RS do P2 ao P28. Ratos controle e experimentais foram submetidos ao treinamento de estimulação locomotora em esteira com duração de três semanas (do P31 até P52). Foram determinadas a área de secção transversal (AST) de motoneurônios ao nível da lombar (L5), assim como de fibras nervosas mielinizadas do nervo isquiático (segundo experimento). Também, foram avaliadas a imunorreatividade à sinaptofisina e à caspase-3 no corno ventral da medula espinal (L5; terceiro experimento). Após a RS, a área média do soma dos motoneurônios foi reduzida, acompanhada pela redução da AST média das fibras nervosas do nervo isquiático. Adicionalmente, houve redução na imunorreatividade à sinaptofisina, associada a um aumento na expressão de caspase-3. Essas alterações foram revertidas, alcançando níveis do grupo controle, quando os animais submetidos à RS foram expostos à estimulação locomotora. Nossos resultados sugerem que, em ratos, infecções/inflamação, asfixia perinatal e a inatividade no início da vida pós-natal podem criar substratos para reproduzir um fenótipo clínico relevante e similar aos observados na PC.

The aim of this thesis was to evaluate the effect of different aggressive events, relevant to pathophysiological context involved in Cerebral Palsy (CP), in the genesis of an animal model able to reproduce the anatomical, biochemical and functional alterations in order to obtain a behavioral and neuropathological phenotype more similar to CP. For this, we made three experiments. In the first one, the effects of maternal exposure to low doses of bacterial endotoxin (lipopolysaccharide, LPS) associated or not with perinatal anoxia (PA) on oxidative stress and inflammatory parameters which were examined in cerebral cortices of newborns Wistar male pups. Concentrations of TNF-α, IL-1, IL-4, SOD, CAT and DCF were measured. Other newborn rats were assessed for neonatal developmental milestones from day 1 to 21 (P1 – P21). Motor behavior was also tested at P29 using openfield and Rotarod. LPS and PA alone had different impacts on SOD activity and IL-1, TNF- α and free radicals levels accompanied with slight impact on development and motor performance. When LPS and PA were combined, changes in inflammatory and oxidative stress parameters were greater. In addition, greater motor development and coordination impairments were observed. In the second and third experiments, we investigated morphologic parameters of spinal cord plasticity in rats that undergone through sensorimotor restriction (SR), associated or not to locomotor stimulation. Male Wistar rats were exposed to SR from P2 to P28. Control and experimental rats underwent locomotor stimulation training in a treadmill for three weeks (from P31 to P52). The cross-sectional area (CSA) of spinal motoneurons at lumbar level (L5) as well of myelinated fibers from ischiatic were determined. Also, the intensity of the synaptophysin and caspase-3 immunoreaction was assessed within ventral horn of spinal cord (L5; third experiment). After SR, the mean motoneuron soma size was reduced accompanied by a reduction in the mean fiber and axon CSA of ischiatic nerve. In addition, there was a synaptophysin immunoreactivity reduction accompanied by an increased caspase-3 immunoreactivity. Those alterations were reversed and reached the control levels when animals submitted to SR were exposed to locomotor stimulation. Our results suggest that, in rodents, infections/inflammation, perinatal anoxia and inactivity during early postnatal life could play an important role by creating substrates for the pathological behavior thus, contributing to reproduce clinically relevant phenotype similar to those observed in CP.