Efeito do extrato padronizado de Ginkgo biloba (EGb) em ratos de meia idade induzidos ao modelo de Doença de Alzheimer através da administração intracerebroventricular de estreptozotocina

Abstract

A doença de Alzheimer (DA) afeta cerca de 47 milhões de pessoas em todo o mundo e representa cerca de 60-70% dos casos de demência, sendo considerada um grande problema de saúde pública mundial. A DA é caracterizada por uma perda progressiva de células neurais predominantemente na formação hipocampal e prosencéfalo basal, associadas aos prejuízos das funções cognitivas, incluindo a capacidade de formar novas memórias e consolidá-las. Atualmente, a alteração na sinalização da insulina no encéfalo tem sido correlacionada à gênese da DA por causar alterações neurodegenerativas semelhantes àquelas observadas no modelo animal de estreptozotocina intracerebroventricular (icv-STZ). As estratégias terapêuticas disponíveis para o tratamento apresentam efetividade limitada, além de poderem induzir efeitos secundários. Em busca de tratamentos alternativos, evidências mostraram que o tratamento com extratos de plantas ricas em flavonoides promove melhoras significativas nas funções cognitivas. Portanto, o objetivo deste trabalho foi investigar o efeito do EGb em animais de meia idade submetidos à administração icv de STZ (3 mg/kg) sobre diferentes tipos de memórias (não aversiva e aversiva), bem como avaliar as alterações na expressão diferencial de proteínas associadas à doença. Para isso, ratos Wistar machos (12 meses) foram separados em 2 grandes grupos: i) controles/tratados e ii) tratados e submetidos à injeção icv de STZ. O grupo controle foi subdividido em 5 subgrupos: CTL+V e CTL+EGb (250, 500 e 1000 mg/kg). Da mesma forma o grupo experimental foi subdividido em 5 subgrupos: STZ+veículo, STZ+donepezil (5 mg/kg) e STZ+EGb (250, 500 e 1000 mg/kg). Com exceção do grupo naive, todos os grupos foram submetidos à cirurgia estereotáxica e tratados por 14 dias. Nos dias 10-14 pós-cirúrgico os animais foram submetidos a TRO e TLO. 48 horas depois, foram avaliados na PM-DAT (dias 17-18). A análise dos dados revelou que os animais tratados com todas as doses de EGb foram capazes de discriminar o objeto novo do familiar, apresentando altos índices de reconhecimento do objeto familiar tanto na TRO quanto na TLO. Além disso, observamos que as doses de 250 e 1000 mg/kg foram capazes de reverter o comprometimento da memória de curto prazo causado pela administração de STZ na tarefa de esquiva discriminativa, nas quais os animais tratados foram capazes de discriminar ambos os braços fechados (aversivo e não aversivo) durante a sessão de treino. Adicionalmente, observamos que o tratamento com EGb promoveu aumento significativo na expressão de IR, AKT, ERK na formação do hipocampo dorsal, dois importantes marcadores da via de sinalização da insulina. Além disso, foi possível observar que o tratamento com dose de 1000 mg/kg promoveu aumento significativo na expressão de GSK3α e TAU, além de promover diminuição significativa de GFAP, o que pode refletir uma resposta adaptativa ou compensatória do organismo em relação aos efeitos da STZ. Ao todo, nossos dados mostraram que o tratamento com EGb resultou em efeitos de neuroproteção no modelo de DA esporádico induzido pela SZT e de melhorador cognitivo em memórias aversivas e não aversivas avaliadas nas tarefas realizadas.

Alzheimer's disease (AD) affects approximately 47 million people worldwide and accounts for about 60-70% of dementia cases, making it a major global public health problem. AD is characterized by progressive loss of neural cells predominantly in the hippocampal formation and basal forebrain, leading to cognitive impairments, including the ability to form and consolidate new memories. Currently, altered insulin signaling in the brain has been correlated with the genesis of AD, causing neurodegenerative changes similar to those observed in the intracerebroventricular streptozotocin (icv-STZ) animal model. Available therapeutic strategies for AD have limited effectiveness and can induce side effects. In search of alternative treatments, evidence has shown that treatment with plant extracts rich in flavonoids promotes significant improvements in cognitive functions. Therefore, the aim of this study was to investigate the effect of EGb in middle-aged animals subjected to icv administration of STZ (3 mg/kg) on different types of memories (non-aversive and aversive) and evaluate changes in the differential expression of disease-associated proteins. Male Wistar rats (12 months old) were divided into 2 main groups: i) control/treated and ii) treated and subjected to icv-STZ injection. The control group was further subdivided into 5 subgroups: CTL+V and CTL+EGb (250, 500, and 1000 mg/kg). Similarly, the experimental group was subdivided into 5 subgroups: STZ+vehicle, STZ+donepezil (5 mg/kg), and STZ+EGb (250, 500, and 1000 mg/kg). Except for the naive group, all groups underwent stereotaxic surgery and were treated for 14 days. On post-surgical days 10-14, the animals were subjected to object recognition task (ORT) and object location task (OLT). 48 hours later, they were evaluated in the passive multiple-choice avoidance task (PM-DAT) (days 17-18). Data analysis revealed that animals treated with all doses of EGb were able to discriminate the novel object from the familiar one, showing high recognition indices of the familiar object in both ORT and OLT. Furthermore, we observed that doses of 250 and 1000 mg/kg were able to reverse the impairment of short- term memory caused by STZ administration in the discriminative avoidance task, in which the treated animals were able to discriminate both closed arms (aversive and non-aversive) during the training session. Additionally, we observed that treatment with EGb significantly increased the expression of IR, AKT, and ERK in the dorsal hippocampal formation, two important markers of the insulin signaling pathway. Moreover, we observed that treatment with a dose of 1000 mg/kg significantly increased the expression of GSK3α and TAU, while significantly decreasing GFAP, which may reflect an adaptive or compensatory response of the organism to the effects of STZ. Overall, our data showed that treatment with EGb resulted in neuroprotective effects in the sporadic AD model induced by STZ and improved cognitive performance in both aversive and non- aversive memories assessed in the tasks performed.