Peixe-Zebra como um modelo de estudo para encefalopatia hipóxia perinatal : avaliação de distúrbios sociais, suscetibilidade a crises epiléticas e respiração mitocondrial cerebral na idade adulta

Abstract

A encefalopatia hipóxica perinatal (EHP) é considerada uma das principais causas de morte no período neonatal. As consequências a longo prazo incluem dificuldades sociais e de aprendizado, e aumento do risco de transtornos psiquiátricos e neurológicos, como epilepsia. Dado que a informação sobre a influência da EHP no cérebro adulto é muito limitada, nós investigamos a habilidade de peixes-zebra submetidos à hipóxia poderem ser usados como um novo modelo de EHP. Para atender este objetivo nós investigamos os efeitos sobre a interação social, suscetibilidade a crises epiléticas e consumo de oxigênio (O2) dos principais componentes do sistema transportador de elétrons (STE) durante a idade adulta de peixes submetidos à hipóxia na fase larval. Para induzir EHP, larvas de peixe-zebra foram colocadas durante 2 horas em um aquário tipo “nursery” com níveis reduzidos de O2. Depois disso, os animais foram transferidos para um aquário contendo água normóxica para recuperação espontânea da hipóxia por 120 dias. Nós observamos que os animais com EHP exibiram aumento na taxa de mortalidade, diminuíram o tempo de interação com animais co-específicos e aumentaram a suscetibilidade a crises epiléticas induzidas durante a vida adulta. No entanto, o consumo de O2 mitocondrial do STE foi equivalente aos controles. Embora não tenha sido observado qualquer efeito sobre a respiração mitocondrial cerebral, o peixe-zebra submetido a hipóxia na fase larval apresentou os efeitos clássicos da EHP na idade adulta. Portanto, nossos dados indicam o potencial uso deste novo modelo para futuros estudos relacionados à EHP.

Perinatal hypoxic encephalopathy (PHE) is a neurological injury considered a major cause of acute neonatal death. The long-term consequences include social and learning disabilities, and increased risk for psychiatric and neurological disorders such as, epilepsy. Given that the information about the influence of PHE on adult brain is very limited, we investigated the ability of zebrafish subjected to hypoxia to be used as a new model of PHE. To meet this purpose, we evaluated the effects on social interaction, seizures susceptibility and oxygen (O2) consumption of the main components of electron transporter system (ETS) during adulthood of fish subjected to hypoxia in larval stage. To induce PHE, zebrafish larvae were placed for 2 hours in a nursery with reduced O2 levels. After that, animals were transferred to an aquarium containing normoxic water for spontaneously recovery from hypoxia for 120 days. We observed that animals with PHE exhibited increase mortality rate, decrease interactive time with conspecific animal and increase susceptibility to seizure like-behavior during adulthood. However, the mitochondrial O2 consumption of ETS was equivalent to controls. Although no effect on brain mitochondrial respiration was observed, zebrafish-undergoing hypoxia in the larval phase showed the classic effects of PHE in adulthood. Therefore, our data indicate the potential use of this new model for future studies related to PHE.