A relação da microbiota com a pressão arterial e parâmetros comportamentais de duas linhagens isogênicas de ratos

Abstract

O uso de modelos animais como os ratos SHR (Spontaneously Hypertensive Rats) nas pesquisas que relacionam microbiota e o sistema cardiovascular demonstram-se promissores. Ratos da linhagem SLA16 (SHR.LEW-Anxrr16) possuem o perfil genético idêntico ao da linhagem SHR, com exceção de uma região genômica diferencial localizada no cromossomo 4. Até o momento, as diferenças comportamentais e fisiológicas apresentadas entre essas duas linhagens são associadas as suas diferenças genômicas, mas se faz necessário a busca de respostas sobre a interferência dos seus microbiomas. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo investigar a microbiota e a sua participação nas alterações comportamentais e fisiológicas entre as linhagens SHR e SLA16. Para o estudo foram utilizadas ratas fêmeas de 4-5 meses. No primeiro bloco experimental foi realizada avaliação do ciclo estral de fêmeas com posterior análise de pressão arterial sistólica (PAS) e comportamento no Campo Aberto (CA). No segundo e terceiro blocos experimentais foram realizados tratamentos com um coquetel de antibióticos de amplo espectro por gavagem (12/12h; durante 13 dias) seguido de transplante da microbiota fecal (TMF). Posteriormente, foram realizadas (i) análises de PAS antes, durante e após o tratamento com os antibióticos, e durante o TMF; além de (ii) análises comportamentais no CA, Labirinto em Cruz Elevado (LCE) e Caixa Atividade (CAtiv) após antibioticoterapia e TMF. Em suma, no primeiro bloco experimental, não ouve diferenças de PAS e comportamento no CA entre as fases do ciclo estral de ratas SHR e SLA16. No segundo bloco experimental, as análises de microbiota, após a administração de antibiótico, resultaram em diminuição da PAS de ratas SHR. Ocorreram também efeitos comportamentais, resultando em diminuição da locomoção no CA e CAtiv, assim como, uma diminuição do comportamento tipo-ansioso no LCE de ambas as linhagens. Por fim, no terceiro bloco experimental, as análises realizadas durante o TMF demonstraram aumento da PAS em ratas SLA16 sem efeitos significativos em relação aos comportamentos. Dessa forma, o compilado de resultados demonstra que a microbiota intestinal tem relação com a PAS e o comportamento, pois a sua depleção modificou essas variáveis em ambas as linhagens. O efeito de aumento da PAS específico de linhagem, durante o TMF, sugere que exista uma interação entre genótipo e microbioma, que deve ser investigada futuramente.

Abstract: The use of animal models such as SHR (Spontaneously Hypertensive Rats) in researches that correlates microbiota and the cardiovascular system are promising. SLA16 (SHR.LEW-Anxrr16) rats have the same genetic profile as the SHR strain, except for a differential genomic region mapped on chromosome 4. To date, the behavioral and physiological differences between these two strains are associated with genomic differences, but it is necessary to search for answers about the interference of their microbiomes. Thus, this study aims to investigate the microbiota and its participation in behavioral and physiological changes between the SHR and SLA16 strains. 4-month-old SHR and SLA16 female rats were used for the study. In the first experimental set, the estrous cycle of females was evaluated with subsequent analysis of systolic blood pressure (SBP) and open-field behavior (OF). In the second and third experimental sets, treatment was performed with a cocktail of broad-spectrum antibiotics by gavage (12/12h; for 13 days) followed by fecal microbiota transplantation (FMT). Subsequently, (i) SBP analyses were performed before, during and after antibiotic treatment, and during the FMT; and (ii) behavioral analyzes in OF, elevated plus maze (EPM) and activity cage (AC) after antibiotic therapy and FMT. In the first experimental set, there are no differences in SBP and OF behavior during the different phases of the estrous cycle of SHR and SLA16 rats. In the second experimental set, microbiota analyzes after antibiotic administration resulted in decreased SBP in SHR rats. Behavioral effects also occurred, resulting in decreased locomotion in OF and AC, as well as a decrease in anxiety-related behavior in both strains. Finally, in the third experimental set, the analyzes performed during the FMT between strains showed an increase in SBP in SLA16 rats without significant effects on behaviors. Thus, the compiled results show that the intestinal microbiota is related to SBP and behavior, since its depletion changed these variables in both strains. The strain-specific increase in SBP during FMT suggests that there is an interaction between genotype and microbiome that should be further investigated.