Papel do receptor de estrogênio acoplado à proteína G (GPER) em um modelo de disfunção cognitiva induzida pela sobrecarga neonatal de ferro e ovariectomia em ratas

Abstract

Este estudo investigou se o modelo de disfunção cognitiva induzido pela sobrecarga de ferro, somente testado em ratos machos até o momento, induz déficits de memória em ratas, objetivando validá-lo como um método experimental que auxilie na compreensão das diferenças fisiopatológicas entre os sexos em relação às doenças neurodegenerativas. Também avaliamos, de maneira inédita, os efeitos da ativação receptor de estrogênio acoplado à proteína G (GPER), nesse modelo combinado com o modelo de menopausa experimental. Além disso, especulamos o papel da via da PKA/CREB na ativação do GPER, através da inibição farmacológica da PKA. Foram realizados quatro experimentos para atingir esses objetivos: I – ratas tratadas com ferro (via oral – v.o.) ou veículo (sorbitol – v.o.) foram ovariectomizadas ou submetidas à cirurgia falsa (SHAM) na idade adulta, após três semanas do protocolo cirúrgico foram submetidas às tarefas de reconhecimento de objetos (RO), localização de objetos (LO) e esquiva inibitória (EI); II – ratas tratadas com ferro no período neonatal foram ovariectomizadas ou submetidas à cirurgia SHAM, após recuperação da cirurgia (3 semanas) foram tratadas anteriormente aos treinos das tarefas de LO e EI com G-1 (agonista seletivo do GPER, 10mg/kg, sc.) ou veículo (óleo de girassol, sc.) e testadas 24h após o treino; III – ratas naive receberam diferentes doses do composto H-89 (inibidor da PKA) para avaliar seu potencial amnésico (0.1mg/kg, 0.25mg/kg e 0.5mg/kg; ip.) e IV – ratas submetidas à sobrecarga neonatal de ferro e OVX, após 3 semanas do protocolo cirúrgico receberam quinze minutos antes dos treinos das tarefas de LO e EI o composto H-89 (0.25mg/kg, ip.) ou veículo (salina, ip.) e imediatamente após o treino G-1 (10mg/kg, sc.) ou veículo (óleo de girassol, sc.), as ratas foram testadas após 24h dos treinos. Os efeitos do protocolo de sobrecarga neonatal de ferro associado ou não a privação de estradiol variou em dependência da tarefa comportamental avaliada. Na tarefa de LO os grupos submetidos à sobrecarga neonatal de ferro e ovariectomia apresentaram os menores índices de reconhecimento. O tratamento com o agonista do GPER – G1 - foi capaz de melhorar os déficits cognitivos induzidos pela sobrecarga neonatal de ferro e/ou pela ovariectomia em ratas no teste de LO e EI, esses efeitos foram inibidos pela administração do inibidor da PKA anteriormente ao treino das tarefas. Demonstramos que o modelo de sobrecarga neonatal de ferro associado à ovariectomia é um modelo útil para o estudo dos efeitos deletérios da diminuição dos níveis séricos de estradiol na menopausa, auxiliando como modelo fenotípico do que ocorre na clínica, onde as mulheres pós-menopausa apresentam prevalência maior de Doença de Alzheimer que homens. Além disso, demonstramos de maneira inédita os efeitos do composto G-1 na tarefa de esquiva inibitória. Nossos dados comportamentais também sugerem que o composto G-1 depende da ativação da PKA para exercer seus efeitos sobre a consolidação da memória.

The present study investigated if the model of memory dysfunction induced by iron overload, so far only tested in male rats, would be able to induce cognitive decline in female rats, aiming to validate it as an experimental model to study gender differences in neurodegenerative diseases. We also evaluated the effects of the activation of the G protein coupled estrogen receptor (GPER) on iron- and ovariectomy-induced memory deficits and the role of the PKA/CREB pathway as a mediator of its physiologic effects. Four experiments were performed: I – female rats received iron (30mg/kg, per oral, p.o.) or vehicle (sorbitol, p.o.) in the neonatal period and after, in adulthood, they were submitted to the surgical protocol: ovariectomy (OVX) or false-surgery (SHAM), after 3 weeks, behavioral tasks were performed using the object recognition (RO); object location (OL) and inhibitory avoidance (IA) tasks; II – the same two protocols cited before and behavioral tasks 3 weeks from the surgeries, but, immediately after the training sessions the animals received the selective agonist of the GPER, G1 (10mg/kg, subcutaneously, sc.) or vehicle (veh, oil, sc.), the long-term memory was assessed 24h after the training sessions; III – dose-response curve in order to determine the the effects of the PKA-inhibitor (H-89) on memory retention of inhibitory avoidance task, the following doses were administered intraperitoneally to naïve adult female rats: 0.1 mg/kg; 0.25mg/kg or 0.5mg/kg; and finally the experiment IV in which the memory of iron overloaded-ovariectomized female rats was assessed 24h after that they had received H-89 (0.25mg/kg, ip.) or veh 15 minutes previous to the training sessions and G1 (10mg/kg, sc.) or veh immediately after their training in the OL and IA tasks. We observed that the effects of iron overload in female, associated or non-associated to OVX varied according to the behavioral test that the animals were submitted. The lowest recognition index level in OL task was observed in the animals exposed to the iron overload and, subsequently, to the lack of estrogens secondary to ovariectomy. The acute post-training treatment with G-1 increased the recognition index in the OL task and it was also associated with an increasing in the latency to step down ifrom the platform to the grid in the IA task. Finally, all these positive results obtained with the post-training administration of G-1 were abolished when the animals received the pre-training treatment of H-89. Our study opens new avenues in the field of memory and estrogens once it introduces the association of lack of estradiol and iron overload as a pre-clinical phenotypical model of the aging process in women. Besides, from the best of our knowledge, it is the first evidence of the role of the G1 in the consolidation of the emotional memory as well as the first study connecting the GPER directly to the PKA/CREB pathway.