Efeito neuroprotetor do extrato hidroalcoólico de Polygala paniculata em modelos experimentais de isquemia cerebral

Abstract

A isquemia cerebral, tanto causada por acidente vascular encefálico isquêmico (AVEi) quanto por parada cardíaca, é uma das principais causas de morte e incapacidade, sendo motivo de preocupação em saúde pública mundialmente. Considera-se o AVEi como causador de isquemia focal, por reduzir o aporte sanguíneo à uma região encefálica específica, enquanto a parada cardíaca leva à isquemia cerebral global, por promover redução do fluxo sanguíneo por insuficiência cardíaca. O risco de ser acometido aumenta com o envelhecimento, mas pode ocorrer em indivíduos de qualquer idade, afetando sua vida produtiva. Diversos mecanismos são responsáveis pela lesão cerebral decorrente de evento isquêmico, como falha bioenergética, disfunção da barreira hematoencefálica, excitotoxicidade, inflamação e estresse oxidativo, os quais podem levar a morte neuronal. As intervenções são limitadas. Para o AVEi o único medicamento atualmente aprovado é um trombolítico (Alteplase®), que possui curta janela terapêutica e restrições em sua utilização. Além disso, foi demonstrada a efetividade da trombectomia mecânica utilizando dispositivos como stent retrievers para remoção de coágulos, com resultante melhora funcional do paciente e diminuição da mortalidade. Já em casos de parada cardíaca, a ressuscitação deve acontecer o mais rápido possível. Plantas medicinais são utilizadas pela humanidade desde os tempos antigos e são consideradas importante fonte de compostos com atividade biológica. Em particular, a espécie Polygala paniculata L. demonstrou efeitos protetores em modelos animais de diversas doenças. Portanto, investigou-se o efeito do extrato hidroalcoólico dessa planta (EHPp) em modelos de isquemia cerebral in vitro e in vivo. Culturas de neurônios corticais foram tratadas com EHPp (10 ? 100 µg/mL) e expostas à privação de oxigênio e glicose por 90 min. Observou-se diminuição da apoptose nos neurônios tratados com EHPp, em comparação ao grupo que recebeu veículo. Adicionalmente, camundongos machos C57bl/6 (8-12 semanas) foram submetidos a oclusão bilateral das artérias carótidas comuns (BCCAo) por 30 min e posteriormente tratados com EHPp (1 mg/kg). Os animais que passaram por BCCAo apresentaram déficits motores, cognitivos e emocionais, os quais foram avaliados por um período de até seis dias. Após 48h de BCCAo, observou-se neurodegeneração hipocampal, aumento de expressão de citocinas inflamatórias no córtex e hipocampo e ativação microglial e astrocitária. O tratamento com EHPp reduziu os prejuízos motores, cognitivos e emocionais desencadeados pela isquemia cerebral global, reduziu a inflamação através da diminuição da expressão de citocinas pró-inflamatórias e da ativação microglial, mitigou parcialmente a expressão do marcador astrocitário GFAP, aumentou a expressão gênica e proteica dos fatores neurotróficos BDNF e GDNF e reduziu a morte de neurônios hipocampais, demonstrando que o EHPp contém compostos capazes de atuar em múltiplos alvos e processos importantes no evento isquêmico. Assim, esse trabalho sugere o potencial neuroprotetor da P. paniculata, a qual pode vir a ser opção eficaz para intervenção terapêutica nessa condição patológica. Estudos clínicos devem ser conduzidos objetivando demonstrar a utilização dessa planta como tratamento coadjuvante na isquemia cerebral.

Abstract: Cerebral ischemia, caused by both stroke and cardiac arrest, is a major cause of death and disability worldwide. The risk of being affected increases with aging, but it can occur in individuals of any age, affecting their productive life. Stroke causes focal ischemia, since it reduces blood supply to a localized brain area, while cardiac arrest leads to global cerebral ischemia for causing reduction in blood flow due to heart failure. Several mechanisms are responsible for brain injury resulting from an ischemic event, such as bioenergetic failure, blood-brain barrier dysfunction, excitotoxicity, inflammation and oxidative stress, which can lead to neuronal death. Treatments are limited according to type of stroke. For ischemic stroke, the only approved drug is a thrombolytic (Alteplase®), which has a short therapeutic window and usage restrictions. In addition, the effectiveness of mechanical thrombectomy using devices such as stent retrievers to remove clots has been demonstrated, resulting in functional improvement and reduced mortality. For cardiac arrest, resuscitation should happen as soon as possible. Medicinal plants have been used by mankind since ancient times and are considered an important source of compounds with biological activity. In particular, Polygala paniculata L. has shown protective effects on animal models of various diseases. Based on that, this work investigated the effect of the hydroalcoholic extract of this plant (HEPp) in models of cerebral ischemia in vitro and in vivo. Neuronal cultures were treated with HEPp (10 ? 100 µg/mL) and exposed to oxygen and glucose deprivation for 90 min. A decrease in apoptosis was observed in neurons treated with HEPp, compared to the group that received a vehicle. Additionally, male C57bl / 6 mice (8-12 weeks) were submitted to bilateral common carotid arteries occlusion (BCCAo) for 30 min and subsequently treated with HEPp (1 mg/kg). Animals that underwent BCCAo showed motor, cognitive and emotional deficits, which were evaluated for a period of up to six days. After 48h of BCCAo, hippocampal neurodegeneration, increased expression of inflammatory cytokines in cortex and hippocampus and microglial and astrocytic activation were observed. HEPp treatment reduced motor, cognitive and emotional damage triggered by global cerebral ischemia, reduced inflammation by decreasing the expression of proinflammatory cytokines and microglial activation, partially mitigated GFAP expression, increased gene and protein expression of factors neurotrophic BDNF and GDNF and reduced hippocampal neurons death, demonstrating that HEPp contains compounds able to act on multiple targets and important processes in the ischemic event. Thus, this work highlights the neuroprotective potential of P. paniculata, which may become an effective option for therapeutic intervention in this pathological condition. Clinical trials must be conducted aiming to demonstrate benefits in using this plant as an adjunct treatment in cerebral ischemia.