Avaliação do sistema histaminérgico no modelo animal de autismo induzido por exposição pré-natal ao ácido valpróico

Abstract

Introdução: O Transtorno do Espectro do Autismo (TEA) é caracterizado por prejuízos na interação social e comunicação, e por comportamentos repetitivos e repertório restrito de interesses. Alterações em diferentes sistemas de neurotransmissores, como o serotoninérgico, GABAérgico e glutamatérgico já foram estudadas e relatadas no TEA. Surpreendentemente, o sistema histaminérgico recebeu pouca atenção e poucos estudos sobre histamina (HA) e TEA estão disponíveis na literatura. Além disso, ligantes do receptor histaminérgico 3 (H3R) são considerados agentes terapêuticos promissores para o tratamento de diferentes desordens neurológicas e prejuízos cognitivos, mas seus efeitos em características do tipo autista ainda não foram determinados. Objetivos: Avaliar o efeito do ciproxifan (CPX), um agonista inverso do H3R, sobre o modelo animal de autismo induzido por exposição pré-natal ao ácido valpróico (VPA, do inglês: valproic acid) e medir a concentração de HA e os níveis do mRNA de H3R e H4R em diferentes estruturas encefálicas desse modelo. Além disso, investigar o papel do H3R no comportamento social e estereotipado. Métodos: Camundongos Swiss sofreram exposição pré-natal ao VPA no dia embrionário 11 e, aos 50 dias de vida pós-natal foram submetidos à avaliação de comportamento social, limiar de nocicepção e comportamento repetitivo, com ou sem tratamento com CPX. Após as avaliações comportamentais, os animais foram eutanasiados por exsanguinação depois de terem sido anestesiados com isoflurano. Córtex cerebral, estriado e hipocampo foram removidos, congelados em nitrogênio líquido e armazenados a -80°C para quantificação de mRNA do H3R e H4R por qPCR e de conteúdo de HA por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC, do inglês: High Performance Liquide Chromatography). Camundongos H3R KO e WT C57BL/6J, aos 50 dias de vida, foram usados nos testes com o aparato de três câmaras e marble burying para determinação do papel do H3R na sociabilidade e comportamento estereotipado. Resultados: O grupo VPA apresentou menor índice se sociabilidade quando comparado aos animais do grupo Controle, e o tratamento com CPX foi capaz de reverter completamente este efeito. Entretanto, o aumento no limiar de nocicepção observado no grupo VPA não foi revertido pelo tratamento. No teste marble burying, o grupo VPA enterrou um maior número de bolinhas de gude em relação ao grupo Controle, indicando comportamento repetitivo, um efeito também prevenido pelo CPX. Além disso, a análise molecular entre os grupos VPA e Controle mostrou um aumento significativo nos níveis de mRNA do H3R, bem como uma maior concentração de HA no estriado de animais VPA. O H3R pode ter um papel no interesse por novidade social, característica prejudicada no TEA, já que camundongos H3R KO demonstraram comportamento anormal quando testados para este parâmetro no teste com aparato de três câmaras. Conclusões: Uma dose aguda de CPX foi capaz de reverter prejuízo na sociabilidade, bem como comportamento repetitivo apresentados pelo modelo VPA de autismo. Além disso, este é o primeiro relato sobre anormalidades no sistema histaminérgico nesse modelo. Estes achados contribuem para investigações futuras sobre a fisiopatologia do TEA, bem como apontam para um possível novo tratamento para características do tipo autista. Mais estudos são necessários para corroborar e expandir esses dados iniciais.

Introduction: Autism spectrum disorder (ASD) is primarily characterized by impaired social interaction and communication, and by restricted repetitive behaviors and interests. Alterations in different neurotransmitter systems, such as serotonergic, GABAergic and glutamatergic have been studied and reported in ASD. Surprisingly, the histaminergic system has received less attention and few studies are available on the literature about histamine and ASD. In addition, ligands of histamine receptor 3 (H3R) are considered potential therapeutic agents for the treatment of different brain disorders and cognitive impairments, but its effects on autistic-like features have not been evaluated. Objectives: The objective of this study was to evaluate the actions of ciproxifan (CPX), an H3R inverse agonist, on the animal model of autism induced by prenatal exposure to valproic acid (VPA) and to measure the concentration of histamine and the H3R and H4R mRNA levels in different brain structures of this model. In addition, to investigate the role of H3R in sociability and stereotypic behavior. Methods: Swiss mice were prenatally exposed to VPA on embryonic day 11 and assessed for social behavior, nociceptive threshold and repetitive behavior at 50 days of life after treatment with CPX. After the behavioral tests, animals were killed by exsanguination after being anesthetized with isoflurane. Cerebral cortex, striatum and hippocampus were removed, frozen in liquid nitrogen and stored at -80°C for quantification of H3R and H4R mRNA by qPCR and histamine content by HPLC analysis. H3R KO and WT C57BL/6J mice, at 50 days of life, were used in the three-chamber test and marble burying test to determine the role of H3R in sociability stereotypic behavior. Results: The VPA group presented lower sociability index compared to VPA animals that were treated with CPX. Compared to the Control group, VPA animals presented a significantly higher nociceptive threshold, and treatment with CPX was not able to modify this parameter. In the marble burying test, the number of marbles buried by VPA animals was consistent with markedly repetitive behavior. VPA animals that received CPX buried a reduced amount of marbles. A significant increase in H3R mRNA, as well as higher concentration of histamine were detected in striatal samples from the VPA mice. H3R might influence the search for social novelty, a feature that is impaired in ASD, as H3R KO mice displayed abnormal behavior when tested for this parameter in the three chambers test. Conclusions: In summary, an acute dose of CPX is able to revert sociability deficits and stereotypies present in the VPA model of autism. In addition, this is the first report of abnormalities in the histaminergic system of this model. These findings have the potential to help the investigations of both the molecular underpinnings of ASD and of possible treatments to ameliorate the ASD symptomatology, although more research is still necessary to corroborate and expand this initial data.