A influência do sexo nas respostas ao estresse crônico leve e ao tratamento com fluoxetina em Drosophila melanogaster

Abstract

Drosophila melanogaster é usada na genética há mais de 100 anos e, recentemente, vêm sendo usada na neurociência e na farmacologia. Moscas possuem estruturas neurobiológicas semelhantes às encontradas em vertebrados. Estudos indicam que elas também respondem ao estresse, diminuindo a locomoção e a ingestão de alimento, e que a reversão das sequelas do estresse pode ser feita com fármacos antidepressivos. Neste trabalho, avaliou-se, por meio de uma revisão sistemática da literatura, como moscas D. melanogaster são usadas para o estudo de fármacos antidepressivos. Além disso, avaliou-se o comportamento de moscas machos e fêmeas expostas ao estresse crônico leve e ao tratamento com fluoxetina (FLX), e se a FLX revertia as respostas induzidas pelo estresse. Por fim, avaliou-se qual o efeito do estresse e do tratamento com FLX na neurotransmissão serotoninérgica. Os resultados da revisão sistemática mostraram que há maior prevalência de estudos em machos, o fármaco mais usado é a FLX e os comportamentos mais estudados são locomoção, cópula e imobilidade. Na etapa experimental deste trabalho, a locomoção e a preferência por sacarose foram avaliadas no labirinto com raias e no campo aberto. No experimento 1, os animais foram expostos a um protocolo de estresse crônico leve de 9 dias, com privação alimentar, inversão de ciclo, frio e calor. Não houve efeito do estresse na locomoção e na preferência por sacarose, ou efeito do sexo. Houve efeito do tempo do teste sobre a locomoção com aumento da distância percorrida no final do teste comparado ao início. No experimento 2, os animais foram expostos ao estresse crônico leve de 3 dias, com os mesmos estressores, além de um período adicional de privação alimentar antes do teste de preferência por sacarose. Ainda, um grupo de cada sexo, apenas privado de alimento foi adicionado. Não houve efeito do estresse na locomoção. Houve efeito do sexo e do tempo do teste em todos os grupos, i.e., diminuição da locomoção nos períodos finais do teste comparados aos iniciais. Houve efeito do sexo, da condição experimental e do tempo na preferência por sacarose. Machos estressados e machos privados de alimento apresentaram preferência maior que machos controle (alimentados) nos primeiros períodos de teste. Em fêmeas, esse aumento foi observado apenas nas estressadas. Machos estressados e privados de alimentos testados em grupos apresentaram diminuição da locomoção e aumento da preferência por sacarose. Em fêmeas controle e estressadas houve aumento da preferência por sacarose. No experimento 3, os animais foram expostos ao protocolo de estresse crônico leve de 3 dias, e um ensaio de imuno-histoquímica para serotonina (5-HT) foi realizado com o cérebro dos animais. Observou-se efeito em fêmeas, com aumento de células 5-HT positivas nas estressadas quando comparadas às controle e às privadas de alimento. No experimento 4, os animais foram tratados com FLX 5 µM, 10 µM e 30 µM por 9 dias. Não houve efeito do tratamento na locomoção. Efeitos do tempo do teste, e interação entre os fatores tempo e sexo foram observados na locomoção, com aumento da distância percorrida no final do teste quando comparado ao início. Não houve efeito do sexo, do tratamento ou do tempo do teste na preferência por sacarose. No experimento 5, os animais foram tratados com FLX 10 mM por 24h, 48h 72h e seus cérebros usados num ensaio de imuno-histoquímica. Fêmeas tratadas por 72h, há um aumento de células 5-HT positivas, e o oposto foi observado em machos tratados por 72h. No experimento 6, os animais foram expostos ao protocolo de estresse crônico leve de 3 dias e tratados com veículo ou FLX 2,5 mM, 5 mM e 10 mM pelo mesmo período. Na locomoção, observou-se efeito do sexo e do tempo entre animais tratados com FLX ou veículo. Na preferência por sacarose observou-se efeito apenas do tempo. Efeitos do tratamento não foram observados em ambos os desfechos. Sugere-se que fêmeas são mais suscetíveis ao estresse e ao tratamento com FLX do que machos.

Abstract: Drosophila melanogaster has been used in genetics for over 100 years and has recently been used in neuroscience and pharmacology. Flies have neurobiological structures similar to those found in vertebrates. Studies indicate that they also respond to stress by reducing locomotion and food intake, and the effects of stress can be reversed with antidepressant drugs. Here, we evaluated how D. melanogaster flies are used to study antidepressant drugs through a systematic literature review. In addition, we evaluated the behavior of male and female flies exposed to mild chronic stress and treatment with fluoxetine (FLX), and whether FLX reversed stress-induced responses. Finally, we evaluated the effect of stress and FLX treatment on serotonergic neurotransmission. The systematic review results showed a higher prevalence of studies in males; the most commonly used drug is FLX, and the most studied behaviors are locomotion, copulation, and immobility. In the experimental stage of this study, locomotion and sucrose preference were evaluated in the lane maze and the open field. In experiment 1, the animals were exposed to a 9-day mild chronic stress protocol, with food deprivation, cycle reversal, cold, and heat. There was no effect of stress on locomotion and sucrose preference, or effect of sex. There was an effect of the test time on locomotion, with an increase in the distance traveled at the end of the test compared to the beginning. In experiment 2, the animals were exposed to 3-days mild chronic stress, with the same stressors, plus an additional period of food deprivation before the sucrose preference test. Furthermore, a group of each sex, only food deprived, was added. There was no effect of stress on locomotion. There was an effect of sex and test time in all groups, i.e., decreased locomotion in the final periods of the test compared to the initial ones. There was an effect of sex, experimental conditions, and time on sucrose preference. Stressed males and food-deprived males showed a greater preference than control (fed) males in the first test periods. In females, this increase was observed only in stressed females. Food-deprived and stressed males tested in groups showed decreased locomotion and increased sucrose preference. In control and stressed females, there was an increase in sucrose preference. In experiment 3, the animals were exposed to the mild chronic stress protocol for three days, and an immunohistochemical assay for serotonin (5-HT) was performed using their brains. An effect was observed in females, with an increase in 5-HT-positive cells in stressed females when compared to control and food-deprived females. In experiment 4, animals were treated with FLX 5 µM, 10 µM, and 30 µM for nine days. There was no effect of treatment on locomotion. Effects of test time and interaction between time and sex were observed in locomotion, with increased distance traveled at the end of the test compared to the beginning. There was no effect of sex, treatment, or test time on sucrose preference. In experiment 5, animals were treated with FLX 10 mM for 24h, 48h, and 72h, and their brains were used in an immunohistochemical assay. Females treated for 72h showed an increase in 5-HT positive cells; the opposite was observed in males treated for 72h. In experiment 6, animals were exposed to a 3-day mild chronic stress protocol and treated with vehicle or FLX 2.5 mM, 5 mM, and 10 mM for the same period. In locomotion, an effect of sex and time was observed between animals treated with FLX or vehicle. In sucrose preference, only an effect of time was observed. Treatment effects were not observed in either outcome. It is suggested that females are more susceptible to stress and FLX treatment than males.