Quantificação de microRNA no encéfalo de ratos do modelo animal de autismo induzido por exposição pré-natal ao ácido valproico e análise in silico de seus alvos biológicos

Abstract

O Transtorno do Espectro Autista (TEA) é uma desordem do neurodesenvolvimento com prevalência atual estimada em 1:59 crianças de até 8 anos de idade nos Estados Unidos. Segundo o DSM-5, o TEA é caracterizado por uma díade comportamental, composta por prejuízos de comunicação e interação social, além da presença de comportamentos repetitivos ou estereotipados. A etiologia do TEA permanece pouco elucidada; porém, sabe-se que a exposição pré-natal a alguns fatores ambientais de risco durante a gestação, como o ácido valproico (VPA), podem contribuir para o desencadeamento desse transtorno. O modelo animal de autismo induzido pela exposição pré-natal ao VPA vem sendo usado para avaliar características comportamentais e moleculares comuns em pacientes com TEA. Além das avaliações comportamentais, existem evidências de que alterações nos níveis de microRNA específicos possam estar relacionados a distúrbios do neurodesenvolvimento. Sendo assim, a avaliação dessas moléculas no modelo VPA podem ajudar a entender a fisiopatologia da TEA. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi avaliar um conjunto de microRNA (miRNA) em cinco diferentes regiões encefálicas (córtex pré-frontal medial, área somatossensorial, região da amígdala, hipocampo e cerebelo) no modelo animal de autismo induzido pela exposição pré-natal ao VPA. Além disso, foi feita uma busca por genes alvos dos miRNA alterados visando estabelecer possíveis associações com a fisiopatologia do TEA. Ratas Wistar prenhes receberam no dia E12,5 uma dose intraperitoneal (i.p.) de VPA (600 mg/kg) ou solução salina (0,9%). No dia pósnatal 42 (P42) os animais foram eutanasiados por sobredose anestésica de cetamina (300 mg/kg) e xilazina (40mg/kg). Após a decapitação, as estruturas encefálicas foram isoladas e homogeneizadas em reagente Trizol® para posterior extração de RNA total e quantificação de miRNA por RT-qPCR. Os alvos encontrados para estes miRNA alterados estão envolvidos com as vias de sinalização da mTOR e de Wnt, ambas previamente relacionadas com o TEA. Como conclusão, o presente trabalho amplia a compreensão da fisiopatologia do TEA e denota importantes moléculas-alvo com potencial para a busca de novas estratégias farmacológicas.

Autism Spectrum Disorder (ASD) is a neurodevelopmental disorder with a current prevalence estimated at 1:59 children under the age of 8 in the United States. According to DSM-5, ASD is characterized by a behavioral dyad, composed of impaired communication and social interaction, in addition to the presence of repetitive or stereotyped behaviors. The etiology of ASD remains unclear; however, it is known that prenatal exposure to some environmental risk factors during pregnancy, such as valproic acid (VPA), can contribute to the onset of this disorder. The animal model of autism induced by prenatal exposure to VPA has been used to assess common behavioral and molecular characteristics in patients with ASD. In addition to behavioral assessments, there is evidence that changes in specific microRNA levels may be related to neurodevelopmental disorders. Therefore, the evaluation of these molecules in the VPA model can help to understand the pathophysiology of ASD. Thus, the objective of this work was to evaluate a group of microRNA in five different brain regions (medial prefrontal cortex, somatosensory area, amygdala region, hippocampus and cerebellum) in the animal model of autism induced by prenatal exposure to VPA. In addition, a search was made for altered microRNA target genes, aiming to establish possible associations with the pathophysiology of ASD. Pregnant Wistar rats received an intraperitoneal (i.p.) dose of VPA (600 mg/kg) or saline solution (0.9%) on day E12.5. On postnatal day 42 (P42) the animals were euthanized by anesthetic overdose of ketamine (300 mg/kg) and xylazine (40 mg/kg). After decapitation, the brain structures were isolated and homogenized in Trizol® reagent for posterior RNA extraction and microRNA quantification by RT-qPCR. The targets found for altered miRNA are involved with the mTOR and Wnt signaling pathways, both previously related to TEA. In summary, the present work expands the understanding of ASD pathophysiology and highlights important target molecules with the potential to search for new pharmacological strategies.