Indução do modelo de epilepsia do lobo temporal por meio da administração intra-hipocampal de pilocarpina em ratos: avaliação comportamental e efeito protetor da cetamina intranasal

Abstract

A epilepsia é uma doença neurológica caracterizada por episódios de súbita atividade neuronal anormal e exagerada que se repetem periodicamente, as chamadas crises epiléticas. Essas crises podem ser focais, ou generalizadas e se perdurarem por mais de 5 minutos podem ser caracterizadas como status epilepticus (SE). A administração de pilocarpina em roedores mimetiza a epilepsia lobo temporal (ELT). Neste modelo, após o SE ocorre um período latente, caracterizado pela ausência de crises, que antecede a fase crônica, quando ocorrem crises espontâneas recorrentes. Durante o período de latência ocorre o processo de epileptogênese em que alterações bioquímicas e estruturais aumentam a susceptibilidade da ocorrência de crises espontâneas, semelhante ao processo que ocorre em humanos após lesões encefálicas que provocam epilepsia. Estudos recentes têm demonstrado alterações comportamentais e bioquímicas durante o período de latência no modelo da pilocarpina. Atualmente, ainda não existem terapias efetivas para impedir a epileptogênese. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo a avaliação das possíveis alterações comportamentais na fase de latência do modelo de epilepsia do lobo temporal induzido pela administração intra-hipocampal de pilocarpina, assim como um possível efeito protetor da administração de cetamina intranasal após o status epilepticus em ratos. Após 24 horas da indução do SE, foi administrado cetamina via intranasal nos animais na dose de 10 mg/kg, procedimento o qual foi repetido durante 12 dias consecutivos. Vinte dias após a primeira aplicação de cetamina, foi dado início as avaliações comportamentais: campo aberto (dia 21), labirinto em cruz elevado (dia 23), teste da borrifada de sacarose (dia 25), discriminação olfatória (dia 27) e realocação de objetos (dias 29, 30 e 31).A administração de pilocarpina intra-hipocampal na dose de 1,4mg/sítio e a administração intranasal de cetamina na dose de 10mg/kg não foram capazes de induzir alterações comportamentais significativas nos animais nos testes do campo aberto, labirinto em cruz elevado, borrifada de sacarose, discriminação olfatória e realocação de objetos. Porém, observou-se uma redução de 16% na mortalidade dos animais que receberam cetamina i.n e pilocarpina i.h. Sendo assim, foi realizada a padronização do modelo animal de ELT induzido pela administração intra-hipocampal de pilocarpina, no qual obteve-se alta reprodutibilidade e baixa mortalidade. Demonstrou-se ainda que durante a fase de latência (epileptogênese) os danos neurológicos não são suficientes para provocar alterações comportamentais, ou nossas metodologias não foram suficientemente sensíveis para detectá-las. Finalmente, a administração intranasal de cetamina após o SE demonstrou proteger contra a mortalidade induzida pela pilocarpina. Esse dado torna-se de grande relevância, dado que não existem terapias capazes de atuar na fase de epileptogênese. Dessa forma, mais estudos são necessários para a investigação do efeito protetor da cetamina e seu possível potencial anti-epileptogênico.

Epilepsy is a neurological disease characterized by episodes of sudden abnormal and exaggerated neuronal activity that recur periodically, called epileptic seizures. These seizures can be focal or generalized and if they last for more than 5 minutes they can be characterized as status epilepticus (SE). The administration of pilocarpine in rodents mimics temporal lobe epilepsy (TLE). In this model, after SE there is a latent period, characterized by the absence of seizures, which precedes the chronic phase, when recurrent spontaneous seizures occur. During the latency period, the epileptogenesis process occurs in which biochemical and structural changes increase the susceptibility of spontaneous seizures, similar to the process that occurs in humans after brain injuries that cause epilepsy. Recent studies have demonstrated behavioral and biochemical changes during the latency period in the pilocarpine model. There are currently no effective therapies to prevent epileptogenesis. In addition, there is little information in the literature regarding behavioral changes, as well as intranasal administration of ketamine in the latency phase of the intrahippocampal model of pilocarpine. Thus, the aim of the present study is to evaluate the effect of intranasal administration of ketamine on behavioral changes induced by the temporal lobe epilepsy model induced by intrahippocampal administration of pilocarpine in rats. After 24 hours of SE induction, ketamine was administered intranasally to the animals at a dose of 10 mg/kg, a procedure which was repeated for 12 consecutive days. Twenty days after ketamine application, behavioral tests were initiated: open field (day 21), elevated datum plus maze (day 23), splash test (day 25), olfactory discrimination (day 27) and object relocation (29th, 30th and 31st). The administration of intrahippocampal pilocarpine at a dose of 1.4mg/site and the intranasal administration of ketamine at a dose of 10/mg/kg were not able to induce significant behavioral changes in the animals in the open field, elevated plus maze, splash test, olfactory discrimination, and object reallocation tests. However, a 16% reduction in mortality was observed in animals that received i.n. ketamine and i.h. pilocarpine. Therefore, the standardization of the animal model of TLE induced by intra-hippocampal administration of pilocarpine was performed, in which high reproducibility and low mortality were obtained. It was also demonstrated that during the latency phase (epileptogenesis) the neurological damage is not enough to cause behavioral changes, or our methodologies were not sensitive enough to detect them. Finally, intranasal administration of ketamine after SE has been shown to protect against pilocarpine-induced mortality. This data becomes of great relevance, given that there are no therapies capable of acting in the epileptogenesis phase. Thus, further studies are needed to investigate the protective effect of ketamine and its possible anti-epileptogenic potential.