Acetilação global da histona h4 e resposta astrocística pós-lesão medular contusa: um estudo experimental em ratos Wistar adultos

Abstract

Na lesão medular, diversos mecanismos secundários ativam a resposta astroglial visando isolar a lesão, preservar o tecido adjacente e desencadear mecanismos neuroplásticos de reparo tecidual. Contudo, a falha na reconexão axonal e a ocorrrência de um sprouting neuronal deficitário póslesão medular são eventos atribuídos, ao menos em parte, à exacerbação da resposta astrocitária. Sabe-se que essa resposta é dependente da severidade, da localização e do tempo pós-lesão e pode acarretar na gênese de um ambiente hostil para o crescimento axonal e para a adequada função das células remanescentes. Neste contexto, acredita-se que modificações epigenéticas sejam capazes de modular determinadas propriedades dos astrócitos no tecido perilesional, impactando diretamente sobre o desenvolvimento da resposta astrocística secundária à lesão. Corroborando esta linha de raciocínio, vários estudos previamente publicados associam os níveis de acetilação da histona H4 à sinaptogênese, à plasticidade sináptica, à memória e à aprendizagem. No entanto, ainda não temos informações conclusivas sobre como os níveis globais de acetilação da histona H4 se correlacionam frente à resposta astroglial pós-lesão medular. Ante ao exposto, neste trabalho buscamos avaliar os níveis globais de acetilação da histona H4, da proteína glial fibrilar ácida (GFAP) e da proteína S100 de ligação ao cálcio B (S100B), utilizando o método ELISA, em tecido perilesional de medula espinhal de ratos Wistar adultos, bem como as suas possíveis associações em diferentes tempos pós-lesão (6h, 24h, 48h, 72h e 7 dias). Para tanto, inicialmente, realizou-se um ensaio morfológico para garantir que o modelo de lesão medular torácica empregado fosse exitoso, o que foi confirmado em nossos resultados.Após, na segunda parte do experimento, pudemos demostrar que uma lesão medular contusa experimental é capaz de alterar o valor preditivo dos níveis de acetilação global da histona H4 para a detecção de níveis de GFAP, sendo este de 59,8% em situação de não-lesão e de 17,2% quando em tecido perilesional. Surpreendentemente, o estado de acetilação de histona H4 não foi capaz de predizer os níveis de S100B, tanto em tecido não-lesado quanto em tecido perilesional. Conjuntamente, estes resultados sugerem que o estado de acetilação de histona H4 é profundamente modificado pela lesão da medula espinal, o que pode contribuir para modificações diferenciais na resposta astrocística que se dá durante o processo de reparo, o que pode modificar a eficácia da recuperação tecidual. Sendo assim, o presente estudo encoraja o desenvolvimento de investigações que busquem interferir sobre os mecanismos epigenéticos que controlam a resposta astroglial, alvo terapêutico este que ainda pode ser bastante interessante para o desenvolvimento de novas estratégias de tratamento pós-lesão medular.

In the spinal cord injury (SCI), secondary mechanisms activate astroglial response to isolate the injured site, preserve the remaining tissue and trigger neuroplastic mechanisms. Failure of axonal rewiring and neuronal sprouting is attributed to a time-dependent astrocytic response that exceeds the capacity of the system to contain the injury and builds a hostile environment for the axon regrowth and a toxic milieu for the remained cells. Its is believed that the epigenetic modifications can modulate this astrocytic properties and the astroglial reactivity development. Several studies have associated the global histone H4 levels to synaptogenesis, synaptic plasticity, memory and learning. Currently, we still do not have a conclusive information on the role of the global levels of H4 acetylation in the astrocytic response after a SCI. With that in mind, we assess the global histone H4 acetylation and both glial fibrillary acidic protein (GFAP) and S100 calcium-binding protein B (S100B) levels, using the ELISA method, with spinal cord perilesional tissue in Wistar rats. We also tested their possible association at different time-points (6h, 24h, 48h, 72h and 7days). Firstly, we performed a morphological assay to guarantee the thoracic SCI injury was morphologically detectable at the studied time-points. Our data show a spinal cord injury can change the predictive value of global histone H4 acetylation status in detecting GFAP levels from 59.8% in the undamaged to 17.2% in perilesional tissue. Surprisingly, the histone H4 acetylation status did not influence S100B levels in either undamaged or perilesional tissue. We highlight the time-dependency of global histone H4 acetylation modifications following spinal cord injury.Together, these results suggest the histone H4 acetylation status is changed by the spinal cord injury, which might influence neural repair and recovery efficacy.Therapeutic epigenetic mechanisms to regulate astroglial response and therefore promote tissue recovery after spinal cord injury might be a matter for further investigation.