Efeitos farmacogenéticos do tratamento com cafeína em ratos isogênicos SHR e SLA16

Abstract

O Transtorno de Déficit de Atenção e Hiperatividade (TDAH) é o distúrbio psiquiátrico mais diagnosticado entre crianças e adolescentes, podendo persistir também durante a fase adulta. Atualmente, o modelo animal mais amplamente utilizado nos estudos pré-clínicos deste transtorno é a linhagem isogênica de ratos espontaneamente hipertensos (SHR). Apesar de muito valiosa, esta linhagem apresenta limitações, não sendo capaz de contemplar todas as questões levantadas na pesquisa do TDAH. Assim, no presente estudo, nós avaliamos a linhagem congênica SLA16, com a perspectiva que esta possa ser um modelo genético importante no estudo de endofenótipos do TDAH. No primeiro bloco experimental deste estudo, animais adultos de ambas as linhagens foram submetidos a testes comportamentais para avaliar sua emocionalidade, atividade locomotora, habituação e memória de trabalho e procedimento. Para isso, os animais foram expostos 5 dias consecutivos a: 5 minutos ou 1 hora de Campo Aberto (CA); 1 hora de Caixa de Atividades (CAtiv); 4 tentativas diárias no Labirinto Aquático de Morris (LAM). No segundo bloco experimental partimos para uma abordagem farmacológica, para isso avaliamos os efeitos de um tratamento crônico com cafeína (CAF), durante a fase de adolescência dos animais, sobre atividade locomotora, emocionalidade e memória de trabalho e procedimento, ao fim do tratamento e um mês depois, quando os animais eram jovens adultos. A CAF é a droga psicoativa mais consumida no mundo, sendo consumida por diversas faixas etárias, incluindo crianças e adolescentes. Além disso, já foram relatados importantes efeitos da CAF sobre outros fenótipos relacionados ao TDAH, além do clássico aumento na atenção. Neste bloco, utilizamos novamente o CA (5 minutos, uma vez) e o LAM (4 tentativas diárias, 5 dias), testando os animais 3 dias, ou um mês após o fim do tratamento. O terceiro e último bloco de experimentos foi dedicado a avaliar se o tratamento crônico com CAF durante a adolescência afetaria a resposta a uma dose aguda da mesma na fase adulta. Para isso, testamos os animais, previamente expostos ao tratamento ou não, após uma dose aguda de CAF (10 mg/kg) no CA (5 minutos, uma vez). Os nossos resultados mostraram que os SLA16 exibem menores índices experimentais de emocionalidade, além de apresentarem uma hiperatividade locomotora em relação aos SHR no CA, nosprotocolos de 5 minutos. Ao longo dos 5 dias de protocolo, ambas as linhagens habituaram-se a CAtiv, mas não ao CA. Os resultados do primeiro bloco também demonstraram que as memórias de trabalho e de procedimento de ambas as linhagens é equivalente. No segundo bloco experimental, o tratamento com CAF durante a adolescência pareceu diminuir a hiperatividade locomotora dos SLA16 ao fim do tratamento, e melhorar o desempenho dos SHR no protocolo de memória operacional, 30 dias após o fim tratamento. Estas evidências apontam para uma diferença farmacogenética na resposta à CAF, provavelmente devido à influência do locus diferencial localizado no cromossomo 4 destas duas linhagens. Os resultados do último bloco revelaram um aumento na sensibilidade à CAF da linhagem SLA16, mas não da SHR, quando previamente expostos ao tratamento crônico com a mesma. Estes dados são mais um indício de uma diferença farmacogenética entre as linhagens. Assim, concluímos que a linhagem SLA16 é equivalente à SHR quanto à memória operacional e habituação, e ainda mais hiperativa em situações de novidades ou desafio. O tratamento com CAF durante a adolescência dos animais melhorou certos endofenótipos relacionados ao TDAH, apesar de ter causado também uma sensibilidade aumentada. Por fim, o locus diferencial parece induzir importantes diferenças farmacogenéticas na resposta à CAF.<br>

Abstract : Attention Deficit and Hyperactivity Disorder (ADHD) is the most diagnosed psychiatric disorder among children and adolescents and may persist into adulthood. Currently, the animal model most widely used in preclinical studies of this disorder is the spontaneously hypertensive rats (SHR). Although very valuable, this strain has limitations, not being able to cover all the issues raised in ADHD research. In the present study, we evaluated the congenic strain SLA16, which might be an important genetic model in the study of endophenotypes of ADHD. In the first experimental unit of this study, adult rats of both strains were tested in behavioral paradigms to assess their emotionality, locomotor activity, habituation and working and procedure memory. For this, the animals were exposed 5 consecutive days: 5 minutes or 1 hour to Open Field (OF); 1 hour to Activities Box (AB); 4 daily trials in the Morris Water Maze (MWM). In the second experimental unit, we tried a pharmacologic approach, we evaluated the effect of chronic treatment with caffeine (CAF) during the adolescence stage on locomotor activity, emotionality and working and procedure memory, at the end of treatment and a month later, when the animals were young adults. CAF is the one psychoactive drug most consumed in the world, and it is consumed by all age?s, including children and teenagers. Moreover, it has already been reported that CAF influences ADHD related phenotypes, besides the classic increase of attention. For this second unit, we used the OF again (5 min, once) and MWM (4 trials/day, 5 days), testing the animals 3 days or one month after the end of treatment. The third and last unit of experiments was devoted to evaluate whether chronic treatment with CAF during adolescence affect the response to an acute dose of CAF in adulthood. For this, we test the animals previously exposed to treatment or not, following an acute dose of CAF (10 mg / kg) at the OF (5 minutes, once). Our results showed that SLA16 exhibit lower levels of emotionality and presented a higher activity than SHR in OF, in 5 minutes protocols. During the 5-day protocol, both strains habituate to AB, but not to the CA. The first part of the results also showed that working memory is equivalent in both strains. In the second experimental unit, treatment during adolescence CAF appeared to decrease the locomotor hyperactivity of SLA16 at the end of the treatment and improved the procedure memory of SHR 30 days after the end oftreatment. This evidence suggests a pharmacogenetic difference in response to CAF, probably due to the influence of the differential locus on chromosome 4. The last block of the results revealed that chronic treatment with CAF led to an increased sensitivity on SLA16 strain, but not on SHR. These data are evidence of a pharmacogenetic difference between strains. Thus, we conclude that the SLA16 line is equivalent to SHR as the working and procedure memory and habituation, and even more hyperactive in novelty or challenging situations. The treatment with CAF during adolescence improved endophenotypes related to ADHD, although it also caused increased sensitivity. Finally, the differential locus seems to lead relevant pharmacogenetic differences in response to CAF.