Efeitos Comportamentais e Imunoistoquímicos da Deep Brain Stimulation Administrada à Porção Dorsal e às Asas Laterais do Núcleo Dorsal da Rafe

Abstract

Um dos principais sistemas neuroquímicos associados à modulação da ansiedade e do pânico é o serotonérgico e cerca de 80% dos neurônios serotonérgicos que se projetam para o prosencéfalo tem sua origem em um núcleo mesencefálico, o núcleo dorsal da rafe (NDR). Evidências clínicas e experimentais sugerem que subpopulações neuronais morfológica e funcionalmente distintas compõem a estrutura. Em um estudo prévio, demonstramos que a Deep Brain Stimulation (DBS, em português Estimulação Cerebral Profunda), quando administrada a duas sub-regiões do NDR, o subnúcleo dorsal (DRD) e as asas laterais (alNDR), diminuiu respostas relacionadas, respectivamente, à ansiedade e ao pânico no modelo do labirinto em T elevado (LTE). O presente estudo investigou possíveis alterações neurobiológicas relacionadas a estes efeitos. Para tanto, ratos Wistar machos foram submetidos à DBS de alta frequência (100 μA, 100 Hz), no DRD ou alNDR por 1h, e então testados nas tarefas de esquiva ou de fuga no LTE. Tendo em vista que inibidores seletivos de recaptação de serotonina (5-HT) são tratamentos farmacológicos de primeira opção para diferentes transtornos de ansiedade, os efeitos da administração crônica de fluoxetina (10 mg/kg, IP, 21 dias) foram investigados em um grupo independente de animais para fins de comparação. Após as medidas realizadas no LTE, os animais foram submetidos a um campo aberto para verificação da sua atividade locomotora. Além disso, foi avaliada a imunorreatividade à proteína c-Fos (Fos-ir) e à enzima limitante para síntese de 5-HT, a triptofano hidroxilase (TrpOH-ir). Resultados mostraram que a DBS administrada ao DRD diminuiu respostas de esquiva no LTE, efeito tipo ansiolítico, sem alterar respostas de fuga ou a atividade locomotora dos animais. Já a fluoxetina IP e a DBS administradas às alNDR diminuiram as respostas de fuga, efeito tipo panicolítico, sem alterarem as respostas de esquiva ou a atividade locomotora dos animais. Enquanto a DBS administrada ao DRD diminuiu a dupla marcação no próprio DRD, a DBS administrada às alNDR aumentou a Fos-ir e a dupla marcação no DRD e nas alNDR. A fluoxetina também aumentou a dupla marcação nas alNDR e no subnúcleo ventral (DRV) do NDR, mas a diminuiu no DRD. Estes resultados sugerem que os efeitos tipo ansiolítico e panicolítico da DBS e da fluoxetina estão relacionados à modulação serotonérgica em diferentes subnúcleos do NDR.

Previously, we showed that Deep Brain Stimulation (DBS) of the dorsal region (DRD) and of the lateral wings of the dorsal raphe (lwDR) respectively decreases anxiety and panic- like responses in the elevated T-maze (ETM). This study investigates neurobiological alterations which might respond for these behavioral effects. Male Wistar rats were submitted to high-frequency stimulation (100 μA, 100 Hz) of the DRD or of the lwDR for 1 h, and subsequently tested in the avoidance or escape tasks of the ETM. Since serotonin (5-HT) reuptake inhibitors are first line pharmacological treatment for anxiety disorders, we also tested the effects of chronic fluoxetine administration (10 mg/kg, IP, 21 days) on a separate group of rats. An open field was used for locomotor activity assessment. Additionally, we evaluated c-Fos immunoreactivity (Fos-ir) in serotonergic cells of the dorsal raphe (DR). Results showed that DBS of the DRD decreases avoidance reactions, an anxiolytic-like effect, without altering escape or locomotor activity. Both fluoxetine and DBS of the lwDR decreased escape responses in the ETM, a panicolytic-like effect, without altering avoidance measurements or locomotor activity. While DBS of the DRD decreased double immunostaining in the DRD, DBS of the lwDR increased Fos-ir and double immunostaining in the DRD and lwDR. Fluoxetine also increased double immunostaining in the lwDR and in the DRV but decreased it in the DRD. These results suggest that both the anxiolytic and panicolytic-like effects of DBS and fluoxetine are related to 5-HT modulation in different subnuclei of the DR.