Nome do Projeto
Investigação dos processos fisiopatológicos e das comorbidades envolvidas em um modelo de fibromialgia em camundongos machos e fêmeas.
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/05/2020 - 01/05/2028
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Biológicas
Resumo
A fibromialgia, uma síndrome de dor crônica generalizada prevalente em mulheres, é predominantemente caracterizada pela sensibilidade e pela fadiga na musculatura esquelética associada à distúrbios psicológicos que, em conjunto, prejudicam negativamente a qualidade de vida destes pacientes. Dentro desse contexto, está bem estabelecido que a exposição ao estresse induz não somente transtornos de humor e de ansiedade, mas também mantém e amplifica a severidade da dor. Apesar da etiologia e da patogênese da fibromialgia ser considerada ainda desconhecida, diversos estudos demonstraram o envolvimento do estresse oxidativo, da disfunção mitocondrial e da via apoptótica na fisiopatologia da dor crônica em modelos animais. Além disso, estas adaptações celulares e moleculares parecem contribuir para o desenvolvimento da sensibilização central, presente em diversas etiologias de dor crônica, incluindo da fibromialgia. Portanto, o objetivo do presente projeto consiste em investigar os processos fisiopatológicos envolvidos, assim como as comorbidades associadas em um modelo de fibromialgia induzido pelo estresse frio intermitente (EFI) em camundongos machos e fêmeas. Serão utilizados camundongos machos e fêmeas da raça Swiss. Os animais serão remanejados para um ambiente à temperatura controlada de 4 ± 2°C a partir das 16:30 até as 10:00h do próximo dia. Na manhã seguinte, os animais serão expostos a diferentes temperaturas ambientais, alternando entre 4 e 22 ± 2°C a cada 30 min, até às 16:30h, quando serão realocados no ambiente à 4 ± 2°C durante a noite. Este mesmo procedimento será repetido no dia seguinte, sendo que a partir das 10:00h do quarto dia do protocolo experimental, os camundongos serão adaptados a uma temperatura de 22 ± 2°C por 1h, no mínimo, antes da realização dos testes comportamentais. Enquanto isso, os camundongos pertencentes ao grupo controle serão mantidos a uma temperatura constante de 22 ± 2°C durante o protocolo experimental. Transcorrido o período de adaptação, os animais serão submetidos aos testes comportamentais para avaliar o desenvolvimento da alodinia mecânica, da miastenia e da hiperalgesia térmica, característicos da fibromialgia. Em um primeiro momento, estes testes serão realizados a cada três dias para determinar a curva tempo-resposta dos efeitos nociceptivos induzidos pelo EFI nos camundongos. Em um segundo momento, para investigar o envolvimento da sensibilização central na patogênese da fibromialgia, serão administrados antagonistas e/ou precursores dos sistemas glutamatérgico, serotoninérgico e nitrérgico em um outro grupo de animais expostos ao EFI. Logo após, serão realizados os mesmos testes comportamentais descritos acima. Com o intuito de investigar os mecanismos fisiopatológicos e o desenvolvimento de comorbidades associadas à fibromialgia, um outro grupo de camundongos será exposto ao EFI. Após o período de adaptação, além dos testes comportamentais relacionados à nocicepção, serão realizados os testes do campo aberto e do labirinto em cruz elevada para avaliar a atividade locomotora e exploratória, assim como o desenvolvimento do fenótipo ansiogênico nos animais expostos ao EFI. No dia seguinte, os camundongos serão eutanasiados através de sobredosagem de anestésico e as amostras de sangue, assim como os tecidos do córtex cerebral, do hipocampo e da medula espinhal serão coletadas para posterior realização das análises bioquímicas e moleculares.
Objetivo Geral
Investigar os processos fisiopatológicos envolvidos, assim como as comorbidades
associadas em um modelo de fibromialgia em camundongos machos e fêmeas.
associadas em um modelo de fibromialgia em camundongos machos e fêmeas.
Justificativa
A fibromialgia, doença reumática mais comum, é caracterizada como um tipo de dor crônica generalizada em todo o corpo, especialmente no que se refere aos músculos esqueléticos (LAWSON, 2016). Estima-se que a fibromialgia atinge cerca de 1% da população mundial dentre a faixa etária de 50 a 70 anos, sendo que as mulheres são mais susceptíveis a desenvolverem esta síndrome (OEZEL et al., 2016).
Modernamente, a fibromialgia tem sido definida pelos cientistas e pela junta médica como uma “dor disfuncional” uma vez que a dor crônica generalizada característica da fibromialgia, frequentemente desencadeia uma ampla gama de distúrbios clínicos, tais como a síndrome do intestino irritável, a doença da articulação temporomandibular, o déficit de memória e os distúrbios de sono e de humor (CLAUW, 2014; SHMYGALEV et al., 2014). Nesse contexto, a fibromialgia tem sido considerada um encargo significativo para a saúde púbica visto que afeta negativamente a qualidade de vida da população e consequentemente, pode ser atribuída a incapacidade dentro de um contexto social e econômico (JAHAN et al., 2012; MONTSERRAT-DE LA PAZ et al., 2013).
Enquanto a maioria das síndromes dolorosas são diagnosticadas através dos processos etiológicos envolvidos nas mesmas, o da fibromialgia é realizado através da descrição dos sintomas pelo paciente. Apesar da complexidade e das limitadas informações sobre a etiologia desta síndrome, diversos fatores parecem estar envolvidos no desenvolvimento dos sintomas característicos da fibromialgia, incluindo a susceptibilidade genética, os estímulos nocivos e não nocivos, os traumas físicos, a idade, a especificidade de gênero e o sofrimento psicológico (STAUD e RODRIGUEZ, 2006; McBETH e MULVEY; 2012). Ainda, há substanciais evidências que relacionam o estresse e as alterações no processamento da dor à nível central com a cronicidade e a intensificação da dor em pacientes com fibromialgia (SLUKA e CLAUW, 2016).
Diante disso, sugere-se que esta síndrome seja de origem neurogênica uma vez que a fibromialgia promove a amplificação na percepção da dor (SLUKA et al., 2001). O desenvolvimento deste fenômeno denominado sensibilização central ocorre através de um desequilíbrio neuroquímico no sistema nervoso central (SNC). Nessas circunstâncias, o aumento na liberação de glutamato e a consequente ativação dos receptores do tipo N-metil-D-aspartato (NMDA) intensificam a sensibilização das fibras A, δ e C dos neurônios aferentes primários e assim, produz nocicepção (HAUSER et al., 2015; ONG et al., 2019). Além disso, a alodinia e a hiperalgesia característica da fibromialgia pode estar associado a alterações na atividade dos sistemas serotoninérgico, noradrenérgico e opioidérgico, os quais representam a via descendente inibitória da dor (DADABHOY et al., 2008).
Por outro lado, outros estudos também sugerem o envolvimento do óxido nítrico (ON) na sensibilização central (LITTLE et al., 2012). O aumento no influxo de cálcio (Ca+2), através da ativação dos receptores NMDA, desencadeia a ativação da óxido nítrico sintase neuronal (nNOS), seguido do aumento da produção de ON (OESS et al., 2006). O ON, por sua vez, ativa cascatas intracelulares relacionadas ao desenvolvimento da hiperalgesia secundária e à inibição da via descendente da dor (MICLESCU e GORDH, 2009). Além do ON, o aumento no influxo de Ca+2 favorece a geração exacerbada das espécies reativas de oxigênio e nitrogênio (EROs e ERNs), a qual inicia e propaga uma série de eventos tóxicos dentro das células, incluindo a disfunção mitocondrial e a liberação de proteínas apoptóticas (SALVEMINI et al., 2011; ARETI et al., 2014; CARVAJAL et al., 2016).
Nesse âmbito, a disfunção de múltiplos sistemas orgânicos desencadeada pela fibromialgia dificulta o desenvolvimento de um modelo pré-clínico semelhante a esta síndrome. Os modelos animais de uma determinada doença devem mimetizar tanto a sintomatologia, como a etiologia e principalmente, serem preditivos de tratamentos eficazes. Ademais, eles são considerados ferramentas válidas para o desenvolvimento de novos tratamentos e para a melhor compreensão dos mecanismos fisiopatológicos subjacentes à doença (SLUKA, 2009). Portanto, um modelo animal ideal para a fibromialgia deveria incluir não só a dor generalizada, mas também as demais comorbidades associadas.
Apesar das dificuldades, alguns modelos pré-clínicos para a fibromialgia foram propostos e validados, os quais baseiam-se em insultos múltiplos de baixa intensidade, na depleção de aminas biogênicas no SNC e no estresse inevitável (DESANTANA et al., 2013). Particularmente, o modelo do estresse frio intermitente (EFI) mimetiza muitas das características clínicas apresentadas por pacientes com fibromialgia, tais como a dor crônica generalizada predominante em roedores fêmeas (NISHIYORI e UEDA, 2008). Ainda, em conformidade com as terapias clínicas disponíveis para pacientes com fibromialgia, os camundongos expostos ao EFI não foram responsivos ao tratamento com a morfina, enquanto que os fármacos antidepressivos, particularmente os inibidores da recaptação de monoaminas, foram efetivos em reverter a hiperalgesia térmica e mecânica nestes animais uma vez que eles reestabeleceram a ativação da via inibitória da dor serotoninérgica descendente (NISHIYORI et al., 2010; NISHIYORI et al., 2011).
Tendo em vista que a fibromialgia envolve diversos processos fisiopatológicos pouco elucidados, os quais podem estar associados com a heterogeneidade dos sintomas apresentados por pacientes diagnosticados com esta síndrome, torna-se relevante a validação e a otimização de modelos animais já propostos para a fibromialgia. Nesse contexto, o protocolo do EFI tem sido explorado como um promissor modelo animal para fibromialgia, entretanto mais estudos são necessários tanto para investigar as comorbidades associadas a esse modelo, como para a melhor compreensão dos processos fisiopatológicos envolvidos, incluindo o estresse oxidativo, o dano mitocondrial e a via apoptótica.
Modernamente, a fibromialgia tem sido definida pelos cientistas e pela junta médica como uma “dor disfuncional” uma vez que a dor crônica generalizada característica da fibromialgia, frequentemente desencadeia uma ampla gama de distúrbios clínicos, tais como a síndrome do intestino irritável, a doença da articulação temporomandibular, o déficit de memória e os distúrbios de sono e de humor (CLAUW, 2014; SHMYGALEV et al., 2014). Nesse contexto, a fibromialgia tem sido considerada um encargo significativo para a saúde púbica visto que afeta negativamente a qualidade de vida da população e consequentemente, pode ser atribuída a incapacidade dentro de um contexto social e econômico (JAHAN et al., 2012; MONTSERRAT-DE LA PAZ et al., 2013).
Enquanto a maioria das síndromes dolorosas são diagnosticadas através dos processos etiológicos envolvidos nas mesmas, o da fibromialgia é realizado através da descrição dos sintomas pelo paciente. Apesar da complexidade e das limitadas informações sobre a etiologia desta síndrome, diversos fatores parecem estar envolvidos no desenvolvimento dos sintomas característicos da fibromialgia, incluindo a susceptibilidade genética, os estímulos nocivos e não nocivos, os traumas físicos, a idade, a especificidade de gênero e o sofrimento psicológico (STAUD e RODRIGUEZ, 2006; McBETH e MULVEY; 2012). Ainda, há substanciais evidências que relacionam o estresse e as alterações no processamento da dor à nível central com a cronicidade e a intensificação da dor em pacientes com fibromialgia (SLUKA e CLAUW, 2016).
Diante disso, sugere-se que esta síndrome seja de origem neurogênica uma vez que a fibromialgia promove a amplificação na percepção da dor (SLUKA et al., 2001). O desenvolvimento deste fenômeno denominado sensibilização central ocorre através de um desequilíbrio neuroquímico no sistema nervoso central (SNC). Nessas circunstâncias, o aumento na liberação de glutamato e a consequente ativação dos receptores do tipo N-metil-D-aspartato (NMDA) intensificam a sensibilização das fibras A, δ e C dos neurônios aferentes primários e assim, produz nocicepção (HAUSER et al., 2015; ONG et al., 2019). Além disso, a alodinia e a hiperalgesia característica da fibromialgia pode estar associado a alterações na atividade dos sistemas serotoninérgico, noradrenérgico e opioidérgico, os quais representam a via descendente inibitória da dor (DADABHOY et al., 2008).
Por outro lado, outros estudos também sugerem o envolvimento do óxido nítrico (ON) na sensibilização central (LITTLE et al., 2012). O aumento no influxo de cálcio (Ca+2), através da ativação dos receptores NMDA, desencadeia a ativação da óxido nítrico sintase neuronal (nNOS), seguido do aumento da produção de ON (OESS et al., 2006). O ON, por sua vez, ativa cascatas intracelulares relacionadas ao desenvolvimento da hiperalgesia secundária e à inibição da via descendente da dor (MICLESCU e GORDH, 2009). Além do ON, o aumento no influxo de Ca+2 favorece a geração exacerbada das espécies reativas de oxigênio e nitrogênio (EROs e ERNs), a qual inicia e propaga uma série de eventos tóxicos dentro das células, incluindo a disfunção mitocondrial e a liberação de proteínas apoptóticas (SALVEMINI et al., 2011; ARETI et al., 2014; CARVAJAL et al., 2016).
Nesse âmbito, a disfunção de múltiplos sistemas orgânicos desencadeada pela fibromialgia dificulta o desenvolvimento de um modelo pré-clínico semelhante a esta síndrome. Os modelos animais de uma determinada doença devem mimetizar tanto a sintomatologia, como a etiologia e principalmente, serem preditivos de tratamentos eficazes. Ademais, eles são considerados ferramentas válidas para o desenvolvimento de novos tratamentos e para a melhor compreensão dos mecanismos fisiopatológicos subjacentes à doença (SLUKA, 2009). Portanto, um modelo animal ideal para a fibromialgia deveria incluir não só a dor generalizada, mas também as demais comorbidades associadas.
Apesar das dificuldades, alguns modelos pré-clínicos para a fibromialgia foram propostos e validados, os quais baseiam-se em insultos múltiplos de baixa intensidade, na depleção de aminas biogênicas no SNC e no estresse inevitável (DESANTANA et al., 2013). Particularmente, o modelo do estresse frio intermitente (EFI) mimetiza muitas das características clínicas apresentadas por pacientes com fibromialgia, tais como a dor crônica generalizada predominante em roedores fêmeas (NISHIYORI e UEDA, 2008). Ainda, em conformidade com as terapias clínicas disponíveis para pacientes com fibromialgia, os camundongos expostos ao EFI não foram responsivos ao tratamento com a morfina, enquanto que os fármacos antidepressivos, particularmente os inibidores da recaptação de monoaminas, foram efetivos em reverter a hiperalgesia térmica e mecânica nestes animais uma vez que eles reestabeleceram a ativação da via inibitória da dor serotoninérgica descendente (NISHIYORI et al., 2010; NISHIYORI et al., 2011).
Tendo em vista que a fibromialgia envolve diversos processos fisiopatológicos pouco elucidados, os quais podem estar associados com a heterogeneidade dos sintomas apresentados por pacientes diagnosticados com esta síndrome, torna-se relevante a validação e a otimização de modelos animais já propostos para a fibromialgia. Nesse contexto, o protocolo do EFI tem sido explorado como um promissor modelo animal para fibromialgia, entretanto mais estudos são necessários tanto para investigar as comorbidades associadas a esse modelo, como para a melhor compreensão dos processos fisiopatológicos envolvidos, incluindo o estresse oxidativo, o dano mitocondrial e a via apoptótica.
Metodologia
Para a realização deste protocolo, serão utilizados camundongos machos e fêmeas da raça Swiss. Os animais serão remanejados para um ambiente à temperatura controlada de 4 ± 2°C a partir das 16:30 até as 10:00h do próximo dia. Na manhã seguinte, os animais serão expostos a diferentes temperaturas ambientais, alternando entre 4 e 22 ± 2°C a cada 30 min, até às 16:30h, quando serão realocados no ambiente à 4 ± 2°C durante a noite. Este mesmo procedimento será repetido no dia seguinte, sendo que a partir das 10:00h do quarto dia do protocolo experimental, os camundongos serão adaptados a uma temperatura de 22 ± 2°C por 1h, no mínimo, antes da realização dos testes comportamentais. Enquanto isso, os camundongos pertencentes ao grupo controle serão mantidos a uma temperatura constante de 22 ± 2°C durante o protocolo experimental. Transcorrido o período de adaptação, os animais serão submetidos aos testes comportamentais para avaliar o desenvolvimento da alodinia mecânica, da miastenia e da hiperalgesia térmica, característicos da fibromialgia. Em um primeiro momento, estes testes serão realizados a cada três dias para determinar a curva tempo-resposta dos efeitos nociceptivos induzidos pelo EFI nos camundongos. Em um segundo momento, para investigar o envolvimento da sensibilização central na patogênese da fibromialgia, serão administrados antagonistas e/ou precursores dos sistemas glutamatérgico, serotoninérgico e nitrérgico em um outro grupo de animais expostos ao EFI. Logo após, serão realizados os mesmos testes comportamentais descritos acima. Por fim, com o intuito de investigar os mecanismos fisiopatológicos e o desenvolvimento de comorbidades associadas à fibromialgia, um outro grupo de camundongos será exposto ao EFI. Após o período de adaptação, além dos testes comportamentais relacionados à nocicepção, serão realizados os testes do campo aberto e do labirinto em cruz elevada para avaliar a atividade locomotora e exploratória, assim como o desenvolvimento do fenótipo ansiogênico nos animais expostos ao EFI. No dia seguinte, os camundongos serão eutanasiados através de sobredosagem de anestésico e as amostras de sangue, assim como os tecidos do córtex cerebral, do hipocampo e da medula espinhal serão coletadas para posterior realização das análises bioquímicas e moleculares. Em relação as dosagens bioquímicas, serão determinados os níveis das espécies reativas de oxigênio (ERO), das espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e de tióis não-proteicos (NPSH), assim como a atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD), glutationa peroxidase (GPx), catalase (CAT) e sódio/potássio-ATPase (Na+, K+-ATPase). Quanto aos ensaios moleculares, serão analisados os genes do citocromo c (Cit c) e das caspases 3, 8 e 9 através da técnica da reação da cadeia polimerase em tempo real (qRT-PCR).
Indicadores, Metas e Resultados
Através do desenvolvimento deste projeto espera-se elucidar as comorbidades associadas à fibromialgia e obter uma melhor compreensão dos processos fisiopatológicos envolvidos, incluindo o estresse oxidativo, o dano mitocondrial e a via apoptótica. Após a compreensão destes parâmetros, novas estratégias terapêuticas poderão ser propostas.
Equipe do Projeto
Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
---|---|---|---|
ANGÉLICA SCHIAVOM DOS REIS | |||
CAROLINA CRISTOVÃO MARTINS | |||
CRISTIANE LUCHESE | 1 | ||
EDUARDA BRAGA FERNANDES | |||
ETHEL ANTUNES WILHELM | 1 | ||
VANESSA MACEDO ESTEVES DA ROCHA |