Estudos comportamentais e neurofisiológicos da exposição prolongada à cetamina como antidepressivo e o modelo de separação materna para indução de depressão pós-parto em ratos

A depressão pós-parto é uma doença multifatorial mentalmente incapacitante que afeta mundialmente as mulheres. O tratamento recomendado para essa enfermidade consiste na combinação de psicoterapia e tratamento farmacológico. Atualmente, a busca de antidepressivos está em expansão, sendo priorizados fármacos com mecanismo de ação misto. A cetamina vem sendo bastante estudada para o uso como antidepressivo, incluindo o tratamento para a depressão pós-parto. Apesar disso, há poucas informações na literatura a respeito da segurança do uso da cetamina durante o período pós-natal, tornando-se necessários mais estudos sobre o uso desse fármaco com essa finalidade. Assim, no presente trabalho propõe-se estudar os efeitos antidepressivos da exposição prolongada de cetamina em ratos adultos e em ratas lactantes induzidas à depressão pós-parto. Para tanto, o trabalho foi dividido em três capítulos. O Capítulo 1 tem como objetivo estudar os efeitos do modelo de separação materna para indução da depressão pós-parto em ratas. Para isso, ratas lactantes foram separadas de seus filhotes por 3 h diárias do dia pós-natal 2 ao 12. Foram realizados estudos comportamentais, neuroquímicos, hormonais, de expressão de RNA e de citocinas pró-inflamatórias. Os resultados mostraram que as ratas submetidas ao modelo de separação materna apresentaram alterações no comportamento materno, no nado forçado, nos níveis neurotransmissores cerebrais e nos níveis de corticosterona e TSH, consistentes com um fenótipo depressivo. Esses dados em conjunto sugerem que o modelo de separação materna em ratas pode ser útil para avaliação de fármacos com potencial atividade para o tratamento da depressão pós-parto. O Capítulo 2 tem como objetivo estudar os efeitos fármaco-toxicológicos do tratamento prolongado com diferentes doses subanestésicas de cetamina com potencial atividade antidepressiva em ratos. Para isso, ratos adultos foram tratados com 5, 10 ou 20 mg/kg de cetamina, por via intraperitoneal, por 21 dias e foi feita a avaliação do peso corporal, do consumo de água e ração e da bateria de observação funcional (FOB) semanalmente, bem como as análises neuroquímica, hematológica e bioquímica sérica ao final do tratamento. Os resultados mostraram alterações no ganho de peso e no sistema serotoninérgico. Em conjunto, esses dados indicam que as alterações observadas podem ser explicadas pelo mecanismo de ação da cetamina, sugerindo ausência de efeitos fármaco-toxicológicos desse fármaco nas doses utilizadas. O Capítulo 3 tem como objetivo estudar os efeitos do tratamento com diferentes doses subanestésicas de cetamina em ratas lactantes induzidas à depressão pós-parto. Para isso, ratas lactantes foram induzidas a depressão pós-parto pelo modelo descrito no Capítulo 1, tratadas com as mesmas doses de cetamina do Capítulo 2, durante toda a lactação, e submetidas as mesmas avaliações descritas no Capítulo 1. Os resultados mostraram que o tratamento prolongado com cetamina causou alterações no ganho de peso, no comportamento materno, na caixa claro/escuro, na neuroquímica cerebral e induziu comportamento estereotipado. Esses dados em conjunto sugerem que o tratamento prolongado com doses subanestésicas de cetamina não causou efeito antidepressivo em ratas induzidas à depressão pós-parto pelo modelo de separação materna, e que a dose mais alta foi capaz de induzir comportamento estereotipado.

Postpartum depression is a multifactorial mental illness that affects women worldwide. The approved treatment for this disease consists of a combination of psychotherapy and pharmacological treatment. Currently, there is growing interest in the development of new antidepressants, prioritizing drugs with mixed mechanism of action. Ketamine is being extensively studied for its use as an antidepressant, including as a treatment for postpartum depression. However, there is limited evidence on the safety of its use during the postnatal period. For this reason, further studies on the use of this drug as a treatment for postpartum depression during the postnatal period are needed. Thus, the present work aims to study the antidepressant effects of prolonged exposure to ketamine in adult rats and in lactating female rats that have been induced to postpartum depression. This work is divided into three chapters. Chapter 1 aims to study the effects of the maternal separation model for postpartum depression induction in female rats. For this purpose, dams were separated from their offspring for 3 hours per day between postnatal days 2 to 12. Behavioral, neurochemical, hormonal, RNA expression and pro-inflammatory cytokine studies were carried out. The results showed that the dams submitted to the maternal separation model showed changes in: maternal behavior, the forced swim test, brain neurotransmitters levels and corticosterone and TSH levels, consistent with a depressive phenotype. These data suggest that the maternal separation model in rats may be useful for evaluating drugs with potential activity for the treatment of postpartum depression. Chapter 2 aims to analyze the pharmaco-toxicological effects of prolonged treatment using different subanesthetic doses of ketamine with potential antidepressant activity in rats. Adult male rats were treated with 5, 10 or 20 mg/kg of ketamine, via intraperitoneal injections, for 21 days. Their body weight, water and food intake and the functional observation battery (FOB) were evaluated weekly. In addition, neurochemical, hematological and biochemical analyzes were conducted at the end of treatment. The results showed changes in weight gain and in the brain serotonergic system. Together, these data indicate that the observed changes can be explained by ketamine mechanism of action. This suggests that the doses used did not have any pharmaco-toxicological effects. Chapter 3 examines the effects of the treatment using different subanesthetic doses of ketamine in lactating rats induced to postpartum depression. For this purpose, dams were induced to postpartum depression by the same model described in Chapter 1, treated with the same doses of ketamine as in Chapter 2 throughout lactation, and submitted to the same assessments described in Chapter 1. The results showed that prolonged treatment using ketamine caused changes in weight gain, maternal behavior, the light/dark box test, the brain neurochemistry and induced stereotyped behavior. Taken together, these data suggest that prolonged treatment using subanesthetic doses of ketamine did not cause an antidepressant effect in dams induced to postpartum depression by the maternal separation model, whereas the higher dose of ketamine was able to induce stereotyped behavior.

Efeitos do zinco e do paracetamol no comportamento tipo-depressivo de ratos induzido por lipopolissacarídeo

A depressão pode ser desencadeada por fatores imunes/inflamatórios e possui alta comorbidade como o comportamento doentio e a ansiedade. Os medicamentos antidepressivos existentes apresentam eficácia limitada. O zinco e o paracetamol, além de interferirem no sistema imune, já demonstraram efeito benéfico no tratamento da depressão, quando administrados concomitantemente a doses subefetivas dos antidepressivos. O objetivo do estudo foi utilizar o zinco e/ou paracetamol como tratamento do comportamento doentio, da ansiedade e do comportamento tipo-depressivo em ratos. Induzimos o comportamento doentio e tipo-depressivo em ratos Wistar adultos com administrações repetidas de lipopolissacarídeo (LPS, endotoxina bacteriana gram-negativa). Os ratos receberam zinco e/ou paracetamol por três dias consecutivos. Avaliações: (1) comportamento doentio (diariamente pelo peso corporal e atividade geral em campo aberto); (2) ansiedade (teste claro-escuro); (3) comportamento tipo-depressivo/antidepressivo (teste do nado forçado); (4) corticosterona e interferon (IFN)-gama plasmáticos; e (5) proteína glial fibrilar ácida (GFAP) e tirosina hidroxilase (TH) encefálicos. Avaliações 4 e 5 são biomarcadores ligados ao sistema neuroimune e/ou a depressão, para entendimento dos mecanismos envolvidos. O LPS induziu o comportamento doentio e o comportamento tipo-depressivo, assim como elevou os níveis de IFN-gama e a expressão de GFAP nos ratos. O zinco preveniu tanto os prejuízos comportamentais quanto os bioquímicos. Embora o tratamento com paracetamol e a associação zinco+paracetamol tenham revelado aparente efeito benéfico na melhora de alguns parâmetros, não se pode afirmar este ser um efeito robusto. A ansiedade, corticosterona e TH parecem não estarem relacionadas às demais alterações comportamentais e neuroimunes. Assim, pudemos destacar o efeito benéfico do sulfato de zinco no tratamento do comportamento doentio e tipo-depressivo, sem o auxílio de antidepressivos. Além disso, nossos achados relativos ao IFN-gama e GFAP revelaram sua relação com a gênese do comportamento doentio e da depressão e que os tratamentos que tenham a capacidade de interferir com os níveis de IFN-gama e a expressão de GFAP podem auxiliar na melhora dos sintomas desses transtornos.

Depression can be triggered by immune/inflammatory factors and presents high comorbidity with sickness behavior and anxiety. Antidepressant drugs are considered to be of limited effectiveness. Zinc and paracetamol interfere with immune system and have demonstrated a beneficial effect on depression treatment when administered concomitant with subeffective doses of antidepressant drugs. The objective of this study was to use zinc and/or paracetamol as treatment of sickness behavior, anxiety, and depressive-like behavior in rats. We induced sickness behavior and depressive-like behavior in adult Wistar rats with repetitive lipopolysaccharide (LPS, gram-negative bacteria endotoxin) administrations. Rats received zinc and/or paracetamol for three consecutive days. Evaluations: (1) sickness behavior (daily body weight and open field general activity); (2) anxiety (light-dark test); (3) depressive-like/antidepressant behavior (forced swim test); (4) plasmatic corticosterone and interferon (IFN)-gamma levels; and (5) glial fibrillary acidic protein (GFAP) and tyrosine hydroxylase (TH) brain expression. Evaluations 4 and 5 are biomarkers linked with neuroimmune system and/or depression, evaluated to understand the mechanisms involved. LPS induced sickness behavior and depressive-like behavior, as well as elevated IFN-gamma levels and GFAP expression. Zinc prevented both behavioral and biochemistry impairments. Although paracetamol and zinc+paracetamol association induced apparent beneficial effect ameliorating some parameters, this was not a robust effect. Anxiety, corticosterone, and TH seem not to be related with the other behavioral and neuroimmune changes. Concluding, sulfate zinc treatment was beneficial for sickness behavior and depressive-like behavior, without antidepressant concomitant administration. IFN-gamma and GFAP data revealed their relation with sickness behavior and depressive-like behavior genesis. Moreover, treatments which interfere with IFN-gamma levels and GFAP expression may be considered to treat symptoms of these disorders.

Propentofilina previne o comportamento doentio e o comportamento depressivo induzido por lipopolissacarídeo em ratos

Estudos recentes têm demonstrado a relação entre a depressão e distúrbios imunológicos. Sabendo-se da eficácia limitada dos medicamentos antidepressivos existentes e os efeitos anti-inflamatórios da propentofilina, o objetivo deste estudo foi usar propentofilina como um possível tratamento para a depressão. Utilizamos um modelo de comportamento depressivo em ratos induzido por administrações repetidas de lipopolissacarídeo (LPS). Estudamos o comportamento doentio, avaliando o peso diário corporal, o comportamento em campo aberto e os níveis plasmáticos do fator de necrose tumoral alfa (TNF-). Foram aferidos os níveis de ansiedade pelo teste do claro-escuro. A avaliação do comportamento depressivo foi realizada por meio do teste do nado forçado. Os níveis plasmáticos do fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) também foram avaliados como biomarcador de depressão. A exposição ao LPS induziu a perda de peso corporal, prejuízos comportamentais no campo aberto (diminuição da locomoção e do levantar e aumento da imobilidade) e aumentou os níveis plasmáticos de TNF- em ratos, em comparação com o grupo controle. Assim, o LPS induziu comportamento doentio 24 e 48 horas após sua exposição. Administrações repetidas de LPS também aumentaram a imobilidade e reduziram a escalada no teste do nado forçado, em comparação com o grupo de controle, isto é, o LPS induziu o comportamento depressivo em ratos. A propentofilina preveniu o comportamento doentio após quatro dias consecutivos de tratamento, bem como preveniu o comportamento depressivo após cinco dias consecutivos de tratamento. Nem o LPS nem a propentofilina influenciaram os níveis de ansiedade e de BDNF nos ratos. Concluindo, a administração de LPS induziu comportamento doentio e comportamento depressivo em ratos por meio de via inflamatória. A propentofilina preveniu tanto o comportamento doentio quanto o comportamento depressivo, incluindo para os parâmetros comportamentais e imunológicos. Os presentes achados podem contribuir para uma melhor compreensão e tratamento da depressão e doenças associadas.

Recent studies have demonstrated the relation between depression and immune disturbances. Knowing the efficacy limitation of existing antidepressants drugs and the anti-inflammatory effects of propentofylline, the objective of this study was to use propentofylline as a depression treatment. We used a rat model of depressive-like behavior induced by repetitive lipopolysaccharide (LPS) administration. We studied sickness behavior, evaluating daily body weight, open field behavior, and TNF- plasmatic levels. Anxiety-like behavior (light-dark test), depressive-like behavior (forced swim test), and plasmatic levels of the brain-derived neurotrophic factor (BDNF, depression biomarker) were also evaluated. LPS induced body weight loss, open field behavior impairments (decreased locomotion and rearing, and increased immobility), and increased plasmatic TNF- levels in rats, compared with control group. Thus, sickness behavior was observed after 24 and 48 hours of LPS exposure. Repetitive LPS administration also increased the immobility and reduced climbing in the forced swim test, when compared with the control group, i.e., LPS induced depressive-like behavior in rats. Propentofylline prevented sickness behavior after four days of consecutive treatment, as well as prevented the depressive-like behavior after five days of consecutive treatments. Neither LPS nor propentofylline has influenced the anxiety and plasmatic BDNF levels of rats. In conclusion, LPS administration induced sickness behavior and depressive-like behavior in rats via inflammatory pathway. Propentofylline prevented both sickness behavior and depressive-like behavior, in the light of behavioral and immune parameters. The present ndings may contribute to a better understanding and treatment of depression and associated diseases.

Evaluation of the effects of photooxidized Echis carinatus venom on learning, memory and stress

Snake venoms are a mixture of complex proteins, which have many physical and pharmacological properties. Photochemical detoxification has been suggested to generate photooxidized Echis carinatus venom product (POECVP). Antigenically-active photooxidized species of Echis carinatus venom could be obtained by exposing the venom to ultraviolet radiation (UVR) in the presence of methylene blue. The aim of the present study was to evaluate the effects of POECVP on learning, memory and stress in rats. Detoxification of the photooxidized venom was evident since the POECVP-treated group had longer survival time than the group of mice treated with Echis carinatus venom product (ECVP) following intraperitoneal and intracerebral injections. Photooxidized Echis carinatus venom product showed antidepressant activity by prolonging sleep onset and shortening the duration of pentobarbitone-induced hypnosis in mice. In single and chronic dose studies with rats, we observed that POECVP significantly decreased the time needed to reach food in T-maze, shortened transfer latency in elevated plus-maze, and decreased immobility time in forced swim test. We concluded that although there is a possibility of employing POECVP in the treatment of depressive and chronic degenerative illnesses as a nonherbal and nonsynthetic alternative for patients not responding to the available therapy, further investigation is still needed.

Evaluation of the effects of photooxidized Echis carinatus venom on learning, memory and stress

Snake venoms are a mixture of complex proteins, which have many physical and pharmacological properties. Photochemical detoxification has been suggested to generate photooxidized Echis carinatus venom product (POECVP). Antigenically-active photooxidized species of Echis carinatus venom could be obtained by exposing the venom to ultraviolet radiation (UVR) in the presence of methylene blue. The aim of the present study was to evaluate the effects of POECVP on learning, memory and stress in rats. Detoxification of the photooxidized venom was evident since the POECVP-treated group had longer survival time than the group of mice treated with Echis carinatus venom product (ECVP) following intraperitoneal and intracerebral injections. Photooxidized Echis carinatus venom product showed antidepressant activity by prolonging sleep onset and shortening the duration of pentobarbitone-induced hypnosis in mice. In single and chronic dose studies with rats, we observed that POECVP significantly decreased the time needed to reach food in T-maze, shortened transfer latency in elevated plus-maze, and decreased immobility time in forced swim test. We concluded that although there is a possibility of employing POECVP in the treatment of depressive and chronic degenerative illnesses as a nonherbal and nonsynthetic alternative for patients not responding to the available therapy, further investigation is still needed.(AU)