Envolvimento dos receptores NMDA e da via L-arginina-óxido nítrico-GMPc no efeito tipo-antidepressivo da guanosina

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Neurociências. A guanosina é um nucleosídeo endógeno que modula a captação de glutamato pelos astrócitos, controlando os níveis desse neurotransmissor na fenda sináptica. Além disso, exerce uma série de efeitos tróficos sobre os neurônios e estimula a proliferação dos astrócitos. O envolvimento do sistema glutamatérgico na patofisiologia da depressão tem sido alvo de diversos estudos nos últimos anos. Os dados encontrados na investigação desse sistema sugerem que o efeito tardio dos antidepressivos convencionais está relacionado com a ocorrência de uma série de alterações neuroquímicas e estruturais durante o período em que os fármacos ainda não apresentam efeito terapêutico. Entre essas alterações está a redução na atividade dos receptores NMDA e uma consequente ativação de vias de sinalização intracelular relacionadas à inibição desses receptores. A administração de certos antagonistas desses receptores exerce uma ação antidepressiva rápida e duradoura com dose única, confirmando o potencial desse sistema para uma nova abordagem no tratamento da depressão. Entretanto, apesar do papel da guanosina na modulação do sistema glutamatérgico e do envolvimento desse sistema na patofisiologia da depressão, ainda não existem estudos investigando o potencial antidepressivo desse nucleosídeo. Sendo assim, o presente trabalho investigou o potencial antidepressivo da guanosina em camundongos, utilizando os dois modelos preditivos mais utilizados para avaliação de atividade antidepressiva, o teste do nado forçado (TNF) e o teste de suspensão pela cauda (TSC). Os animais foram submetidos também ao teste do campo aberto (TCA) para descartar a possibilidade de o efeito encontrado estar relacionado a alterações na atividade locomotora. A administração aguda de guanosina produziu um efeito antidepressivo no TNF (0,5-5 mg/kg, p.o.) e no TSC (0,05-0,5 mg/kg, p.o.) sem alterar a atividade locomotora no TCA. Para avaliar o mecanismo de ação envolvido no efeito encontrado, foram investigadas a participação dos receptores NMDA, da via L-arginina-NO-GMPc e de vias de sinalização intracelular relacionadas à atividade dos receptores NMDA. O efeito antidepressivo da guanosina no TSC foi prevenido pelo tratamento dos animais com NMDA (0,1 pmol/sítio, i.c.v.), D-serina (30 µg/sítio, i.c.v.), L-arginina (750 mg/kg, i.p.), sildenafil (5 mg/kg, i.p.), LY294002 (10 µg/sítio, i.c.v.), wortmanina (0,1 µg/sítio, i.c.v.) e rapamicina (0,2 nmol/sítio, i.c.v.). Além disso, a administração de dose sub-ativa de guanosina (0,01 mg/kg, p.o.) produziu um efeito antidepressivo no TSC quando combinada com doses sub-ativas de cetamina (0,1 mg/kg, i.p.), MK-801 (0.001 mg/kg, p.o.), 7-nitroindazol (50 mg/kg, i.p.) ou ODQ (30 pmol/sítio i.c.v.). Nenhum dos tratamentos afetou significativamente a atividade locomotora dos animais. Os resultados sugerem que a administração aguda de guanosina produz um efeito antidepressivo em camundongos submetidos ao TNF e ao TSC que parece ser mediado por uma inibição dos receptores NMDA e da síntese de NO e GMPc. Também foi constatado o envolvimento das vias de sinalização da PI3K e da mTOR nesse efeito. Guanosine is an endogenous nucleoside that modulates glutamate uptake by astrocytes, controlling the levels of this neurotransmitter in the synaptic cleft. In addition, it also exerts trophic effects on neurons and stimulates the proliferation of astrocytes. The involvement of the glutamatergic system in the pathophysiology of depression has been extensively investigated in recent years. It has been reported that the late effect of conventional antidepressants is associated with the occurrence of neurochemical and structural changes during the period in which the drugs have not yet produced therapeutic effects. Among these changes a reduction in NMDA receptor activity with the consequent activation of intracellular signaling pathways related to the inhibition of these receptors are reported. The administration of single doses of certain NMDA receptor antagonists exerts a rapid and lasting antidepressant action, suggesting the potential of this approach for the treatment of depression. However, despite the role of guanosine in the modulation of glutamatergic system and the involvement of this system in the pathophysiology of depression, there are no studies investigating the antidepressant activity of this nucleoside. Therefore, this study investigated the antidepressant potential of guanosine in mice using two of the most widely used predictive animal models to evaluate antidepressant activity, the forced swimming test and the tail suspension test (TST). Animals were also submitted to the open-field test to rule out the possibility that the effect found in the TST is related to alterations in locomotor activity. Acute administration of guanosine produced an antidepressant-like effect in the FST (0.5-5 mg/kg, p.o.) and in the TST (0.05-0.5 mg/kg, p.o.), without changing locomotor activity in the open-field test. To evaluate the mechanism of action involved in the effect found, we investigated the involvement of NMDA receptors, the L-arginine-NO-cGMP pathway and intracellular signaling pathways related to the activity of NMDA receptors. The antidepressant-like effect of guanosine in the TST was prevented by the treatment of animals with NMDA (0.1 pmol/site, i.c.v.), D-serine (30 µg/sítio, i.c.v.), L-arginine (750 mg/kg, i.p.), sildenafil (5 mg/kg, i.p.), LY294002 (10 µg/site, i.c.v.), wortmannin (0.1 µg/site, i.c.v.) and rapamycin (0.2 nmol/site, i.c.v.). Moreover, the administration of sub-active dose of guanosine (0.01 mg/kg, p.o.) elicited an antidepressant-like effect in the TST when combined with sub-active doses of ketamine (0.1 mg/kg, i.p.), MK-801 (0.001 mg/kg, p.o.), 7-nitroindazol (50 mg/kg, i.p.) or ODQ (30 pmol/site, i.c.v.). None of the treatments significantly affected the locomotor activity of animals. The results suggest that acute administration of guanosine produces an antidepressant-like effect in mice submitted to the FST and the TST that seems to be mediated by an interaction with NMDA receptors and the inhibition of NO and cGMP synthesis. Our study also found an involvement of PI3K and mTOR signaling pathways in this effect.