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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Investigação dos mecanismos moleculares responsáveis pelo pré-condicionamento induzido em diferentes regiões do hipocampo através de estimulação elétrica da via perfurante em ratos
Title Alternative: Investigation of the molecular mechanisms responsible for inducing preconditioning in different regions of the hippocampus through electrical stimulation of the perforating pathway in rats
Author: Zanetti, Gabriel Gerardini, 1995-
Advisor: Vieira, Andre Schwambach, 1982-
Abstract: Resumo: A Epilepsia do Lobo Temporal (ELT) constitui a forma mais comum de epilepsia focal em adultos. A ELT pode ser classificada como mesial, o subtipo mais frequente de acordo com à origem e à semiologia das crises. O achado histopatológico mais comum na ELT mesial (ELTM) é a esclerose hipocampal. A estimulação elétrica da via perfurante, por um período de 8 horas em ratos acordados causa uma lesão hipocampal semelhante à lesão observada em humanos com epilepsia do lobo temporal mesial, a atrofia hipocampal, sem levar ao Status Epilepticus (SE). No entanto, para que os animais sobrevivam a um período de estimulação de 8 horas, é necessário um pré-condicionamento por estimulação elétrica da via perfurante, consistindo de uma sessão diária de meia hora por dois dias. Porém, os mecanismos moleculares desencadeados por tal pré-condicionamento ainda são desconhecidos. Explorar tais mecanismos poderia possivelmente evidenciar fenômenos associados à epileptogênese que posteriormente se observa neste modelo após estimulação elétrica por 8 horas. Para a realização deste trabalho foi feito a cirurgia de implante de eletrodos em 10 ratos, onde 5 tiveram o estímulo elétrico do pré-condicionamento, e os outros 5 foram o grupo controle. As regiões do Giro Denteado dorsal (GDD), Giro Denteado ventral (GDV), CA3 dorsal (CA3D) e CA3 ventral (CA3v) do hipocampo foram microdissecadas, sendo extraído o RNA, e realizada a análise de transcriptoma por sequenciamento de alto desempenho (RNAseq). Um total de 1.894 genes foram encontrados diferencialmente expressos no GD dos animais do grupo estimulado quando comparado aos animais do grupo controle. Foram 1436 genes no GDD e 987 no GDV. Na região CA3 foram encontrados 1122 genes diferencialmente expressos, 744 na região dorsal (CA3D) e 662 genes na região ventral (CA3V). Nossos dados mostram diversos possíveis mecanismos responsáveis pela indução resistência a crises e ao Status Epilepticus (SE) após o pré-condicionamento, sendo eles, mecanismos inibitórios, como um aumento coordenado da inibição do giro denteado pela via GABAérgica nos neurônios do GD, diminuição do AMPc e de receptor dopaminérgico D1, baixa expressão de eferinas nas regiões GDD, GDV e CA3D e super expressão das semaforinas nas regiões dorsais (GD e CA3). Também foi observado um indício de aumento de atividade excitatória, semelhante à processos epileptogênicos, tanto no GD quanto em CA3. Desta forma o pré-condicionamento implicaria grande remodelamento do GD e CA3, sendo este diferente entre ambas as estruturas, e diferente também quando se compara a região dorsal com a ventral. Estas observações podem indicar possíveis futuras estratégias para a melhor compreensão do modelo experimental de ELTM por meio da estimulação elétrica da via perfurante, particularmente sobre os componentes da circuitaria hipocampal

Abstract: Temporal Lobe epilepsy (TLE) is the most common focal epilepsy in adults, and Mesial Temporal Lobo Epilepsy (MTLE) the most frequent subtype. The histopathological most frequent finding in drug resistant MTLE is Mesial Temporal Sclerosis (MTE), with hippocampal sclerosis being the principal component. The electrical stimulation of the perforant pathway for a period of 8 hours in awake rats reproduces hippocampal lesion with a morphology that resembles the human condition without the induction of an episode of status epilepticus (SE). In order for animals to survive such a long period of stimulation in this model it is necessary two days of 30 minutes preconditioning sessions per day by electrical stimulation of the perforant pathway. However, the molecular mechanisms triggered by electrical stimulation of the perforant pathway for a period of 30 minutes on two consecutive days are still unknown. Exploring such mechanisms could possibly highlight phenomena associated with epileptogenesis that is later observed in this model after electrical stimulation for 8 hours. To carry out the project, electrode implantation surgery was performed on 10 rats, where 5 had the electrical preconditioning stimulation, and the other 5 were the control group. The Dorsal Dentate Gyrus (GDD), Ventral Dentate Gyrus (GDV), Dorsal CA3 (CA3D) and Ventral CA3 (CA3v) regions of the hippocampus were microdissected, and RNA was extracted, and transcriptome analysis using high-throughput sequencing (RNAseq) was performed. A total of 1,895 genes were found differentially expressed in the GD of animals from the stimulated group when compared to animals from the control group. There were 1436 genes in GDD and 987 genes in GDV. In the CA3 region 1122 differentially expressed genes were found, 744 in the dorsal region (CA3D) and 662 genes in the ventral region (CA3v). Our data show several possible mechanisms responsible for the induction of seizure resistance after preconditioning, such as inhibitory mechanisms indicated by a coordinated increase in GABAergic inhibition in DG neurons, decreased cAMP and D1 dopaminergic receptor, low expression of epherins in the GDD, GDV and CA3D regions and overexpression of semaphorins in the GDD and CA3D. There was also a sign of increased excitatory activity, similar to an epileptogenic processes, in both GD and CA3. Thus, preconditioning presents a major remodeling of GD and CA3, which is different between both structures, and also different when comparing the dorsal and ventral regions. These observations may indicate possible future strategies for a better understanding of the effects of electric stimulation of the perforant pathway on different hippocampal circuit components
Subject: Hipocampo (Cérebro)
Epilepsia
Giro denteado
Região CA3 hipocampal
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: ZANETTI, Gabriel Gerardini. Investigação dos mecanismos moleculares responsáveis pelo pré-condicionamento induzido em diferentes regiões do hipocampo através de estimulação elétrica da via perfurante em ratos. 2020. 1 recurso online (69 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia, Campinas, SP.
Date Issue: 2020
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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