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The beneficial effect of fluoxetine on behavioral and cognitive changes in chronic experimental Chagas disease unveils the role of serotonin fueling astrocyte infection by Trypanosoma cruzi.
Vilar-Pereira, Glaucia; Gibaldi, Daniel; Castaño-Barrios, Leda; da Silva, Andrea Alice; Resende Pereira, Isabela; Cruz Moreira, Otacílio; Britto, Constança; Mata Dos Santos, Hílton Antônio; de Oliveira Lopes, Raquel; Wanderley Tinoco, Luzineide; Oliveira, Wilson; Lannes-Vieira, Joseli.
Afiliação
  • Vilar-Pereira G; Laboratório de Biologia das Interações, Instituto Oswaldo Cruz/Fiocruz, Rio de Janeiro, Brazil.
  • Gibaldi D; Laboratório de Biologia das Interações, Instituto Oswaldo Cruz/Fiocruz, Rio de Janeiro, Brazil.
  • Castaño-Barrios L; Laboratório de Biologia das Interações, Instituto Oswaldo Cruz/Fiocruz, Rio de Janeiro, Brazil.
  • da Silva AA; Laboratório Multidisciplinar de Apoio à Pesquisa em Nefrologia e Ciências Médicas, Departamento de Patologia, Faculdade de Medicina, Universidade Federal Fluminense, Niterói, Brazil.
  • Resende Pereira I; Laboratório de Biologia das Interações, Instituto Oswaldo Cruz/Fiocruz, Rio de Janeiro, Brazil.
  • Cruz Moreira O; Laboratório de Virologia e Parasitologia Molecular, IOC/Fiocruz, Rio de Janeiro, Brazil.
  • Britto C; Laboratório de Biologia Molecular e Doenças Endêmicas, IOC/Fiocruz, Rio de Janeiro, Brazil.
  • Mata Dos Santos HA; Escola de Farmácia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.
  • de Oliveira Lopes R; Laboratório de Análise e Desenvolvimento de Inibidores Enzimáticos, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.
  • Wanderley Tinoco L; Programa de Pós-Graduação em Farmacologia e Química Medicinal, Instituto de Ciências Biomédicas, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.
  • Oliveira W; Laboratório Multiusuário de Análises por Ressonância Magnética Nuclear (LAMAR), Instituto de Pesquisas de Produtos Naturais (IPPN), Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.
  • Lannes-Vieira J; Laboratório Multiusuário de Análises por Ressonância Magnética Nuclear (LAMAR), Instituto de Pesquisas de Produtos Naturais (IPPN), Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brazil.
PLoS Negl Trop Dis ; 18(5): e0012199, 2024 May.
Article em En | MEDLINE | ID: mdl-38776344
ABSTRACT

BACKGROUND:

In Chagas disease (CD), a neglected tropical disease caused by the parasite Trypanosoma cruzi, the development of mental disorders such as anxiety, depression, and memory loss may be underpinned by social, psychological, and biological stressors. Here, we investigated biological factors underlying behavioral changes in a preclinical model of CD. METHODOLOGY/PRINCIPAL

FINDINGS:

In T. cruzi-infected C57BL/6 mice, a kinetic study (5 to 150 days postinfection, dpi) using standardized methods revealed a sequential onset of behavioral changes reduced innate compulsive behavior, followed by anxiety and depressive-like behavior, ending with progressive memory impairments. Hence, T. cruzi-infected mice were treated (120 to 150 dpi) with 10 mg/Kg/day of the selective serotonin reuptake inhibitor fluoxetine (Fx), an antidepressant that favors neuroplasticity. Fx therapy reversed the innate compulsive behavior loss, anxiety, and depressive-like behavior while preventing or reversing memory deficits. Biochemical, histological, and parasitological analyses of the brain tissue showed increased levels of the neurotransmitters GABA/glutamate and lipid peroxidation products and decreased expression of brain-derived neurotrophic factor in the absence of neuroinflammation at 150 dpi. Fx therapy ameliorated the neurochemical changes and reduced parasite load in the brain tissue. Next, using the human U-87 MG astroglioma cell line, we found no direct effect of Fx on parasite load. Crucially, serotonin/5-HT (Ser/5-HT) promoted parasite uptake, an effect increased by prior stimulation with IFNγ and TNF but abrogated by Fx. Also, Fx blocked the cytokine-driven Ser/5-HT-promoted increase of nitric oxide and glutamate levels in infected cells. CONCLUSION/

SIGNIFICANCE:

We bring the first evidence of a sequential onset of behavioral changes in T. cruzi-infected mice. Fx therapy improves behavioral and biological changes and parasite control in the brain tissue. Moreover, in the central nervous system, cytokine-driven Ser/5-HT consumption may favor parasite persistence, disrupting neurotransmitter balance and promoting a neurotoxic environment likely contributing to behavioral and cognitive disorders.
Assuntos

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Trypanosoma cruzi / Serotonina / Fluoxetina / Astrócitos / Doença de Chagas / Camundongos Endogâmicos C57BL Limite: Animals / Humans / Male Idioma: En Revista: PLoS Negl Trop Dis Assunto da revista: MEDICINA TROPICAL Ano de publicação: 2024 Tipo de documento: Article País de afiliação: Brasil

Texto completo: 1 Coleções: 01-internacional Base de dados: MEDLINE Assunto principal: Trypanosoma cruzi / Serotonina / Fluoxetina / Astrócitos / Doença de Chagas / Camundongos Endogâmicos C57BL Limite: Animals / Humans / Male Idioma: En Revista: PLoS Negl Trop Dis Assunto da revista: MEDICINA TROPICAL Ano de publicação: 2024 Tipo de documento: Article País de afiliação: Brasil