Barreira nasal como via terapêutica e de indução de modelo de demência

Abstract

A via de administração intranasal pode ser utilizada para tratamento de patologias do SNC ou para o desenvolvimento de doenças neurológicas experimentais. Entre estas doenças, destacamos a doença de Alzheimer (DA), caracterizada por neurodegeneração progressiva associada a déficits cognitivos como, por exemplo, de memória espacial e de reconhecimento e alterações metabólicas e gliais. Neste estudo, utilizou-se a via intranasal como via de administração de sobrenadante e exossomos mesenquimais, na tentativa de reverter um modelo de DA do tipo esporádica induzido por estreptozotocina intracerebroventricular (STZ-ICV). Para isso, isolou-se células mesenquimais estromais do tecido adiposo de ratos Wistar Kyoto. Sobrenadante de células com 80% de confluência, na quarta passagem, foi utilizado para tratamento ou para isolamento de vesículas extracelulares. Foram administrados 10 μl/narina de sobrenadante ou fração exossomal (1 μg/μl/dia) por 5 dias, iniciados 14 dias após a indução do modelo. Ao final do tratamento, os animais foram submetidos a testes comportamentais de memória espacial (Y-maze) e teste de reconhecimento de objeto (TRO). A análise neuroquímica envolveu a atividade da glutamina sintetase (GS) e captação de glicose de fatias hipocampais. Os dados demonstraram que o sobrenadante evitou os déficits de memórias apresentados pelos animais que receberam STZ-ICV assim como aumentou os níveis de captação de glicose. Por outro lado, na atividade da GS, o sobrenadante parcialmente reduziu seus valores ao do controle, enquanto os exossomos não alteraram sua atividade e parcialmente aumentaram os níveis de captação de glicose. Na segunda parte deste estudo, investigou-se os efeitos da administração intranasal de estreptozotocina como suposta indutora de modelo de demência. Para isso, através da literatura, foi revisado a constituição da barreira nasal. Independentemente da presença de transportador de glicose tipo 2 (GLUT-2) em células olfatórias, foi hipotetizado que o transporte de estreptozotocina, que é incapaz de atravessar a barreira hematoencefálica, seria possível através da via de transporte paracelular, entre os espaços celulares entre células embainhantes olfativas (OECs) e fibrobastos do nervo olfatório (ONF) onde a presença de junções celulares seriam menos abundantes. Nesse sentido, realizou-se um estudo experimental através da administração nasal de 15 mg/kg de estreptozotocina em animais Wistar, e após 4 semanas de administração os animais foram testados no TRO e observando-se déficit cognitivo nos animais que receberam STZ, em relação ao grupo controle. Esses dados demonstram que a barreira nasal é uma via de propagação de substâncias terapêuticas ou tóxicas para o sistema nervoso central.

The intranasal route of administration can be used for the treatment of CNS pathologies or for the development of neurological diseases. Among these diseases is Alzheimer's disease (AD), a disease characterized by progressive neurodegeneration associated with cognitive deficits such as, for example, spatial and recognition memory and metabolic and glial changes. In this study, the intranasal route was used as the route of administration of mesenchymal supernatant and exosomes, in an attempt to reverse an intracerebroventricular streptozotocin (STZ-ICV) sporadic-type AD model. For this, stromal mesenchymal cells were isolated from the adipose tissue of Wistar Kyoto rats. Supernatant from cells with 80% confluence, in the fourth passage, was used for treatment or for isolation of extracellular vesicles. Ten microliters per nostril of supernatant or exosomal fraction (1 μg/μl/day) were administered for 5 days, 14 days after model induction. At the end of the treatment, the animals were submitted to behavioral spatial memory tests (Y-maze) and object recognition test (ORT). Neurochemical analysis involved glutamine synthetase (GS) activity and glucose uptake from hippocampal slices. The data showed that the supernatant avoided the memory deficits presented by the animals that received STZ-ICV as well as increased glucose uptake levels. On the other hand, in the GS activity, the supernatant partially reduced its values to the control, while the exosomes did not change their activity and partially increased the glucose uptake levels. In the second part of this study, the effects of intranasal administration of streptozotocin as a supposed inducer of a model of dementia were investigated. For this, through the literature, the constitution of the nasal barrier was reviewed. Regardless of the presence of glucose transporter type 2 (GLUT-2) in olfactory cells, it was hypothesized that the transport of streptozotocin, which is unable to cross the blood-brain barrier, would be possible via the paracellular transport pathway, between the cellular spaces between cells. olfactory scaffolds (OECs) and olfactory nerve fibroblasts (ONF) where the presence of cell junctions would be less abundant. In this sense, an experimental study was carried out through the nasal administration of 15 mg/kg of streptozotocin in Wistar animals, where 4 weeks after administration the animals were tested in the ORT and cognitive deficit was observed in the animals that received STZ, in relation to the group control. These data demonstrate that the nasal barrier is a route of propagation of therapeutic or toxic substances to the central nervous system.