Avaliação comportamental e dos níveis do fator neurotrófico derivado do cérebro em ratos adultos submetidos à meningite no período neonatal

Abstract

As infecções do SNC continuam sendo uma importante causa de mortalidade e morbidade no mundo todo, especialmente em recém-nascidos e crianças. A meningite bacteriana neonatal ocorre entre o nascimento e o vigésimo oitavo dia de vida, sendo caracterizada por uma intensa inflamação, afetando a piamáter, a aracnóide e o espaço subaracnóideo, gerando desta forma, complexos cerebrais que causam prejuízos neuropsicológicos e cognitivos através de uma reação inflamatória e apoptótica, independente do microrganismo patogênico. O objetivo deste estudo foi avaliar a memória aversiva, a memória de habituação e os níveis do fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF) no hipocampo de ratos Wistar adultos submetidos à meningite pneumocócica no período neonatal. Streptococcus pneumoniae foi cultivado durante a noite em 10 mL de caldo de Todd-Hewitt, diluído em meio a fresco e obtido crescimento até a fase logarítmica de crescimento. A cultura foi centrifugada por 10 minutos a 5000 × g e ressuspensa em salina estéril até a concentração desejada de 1x106 UFCol/mL. Os animais, ratos Wistar recém nascidos (3-4 dias de vida), foram submetidos à punção na cisterna magna com uma agulha calibre 23. A posição da agulha foi verificada pelo fluxo livre do LCR cerebral. Os animais foram divididos em dois grupos que receberam 10 μL de salina estéril (grupo sham n=12) ou volume equivalente da suspensão de S. pneumoniae (grupo meningite n=19). Após a inoculação, todos os animais receberam reposição de líquidos. A confirmação da meningite foi feita em 16 h após a indução por cultura quantitativa de 5 μL de LCR obtidos por punção da cisterna magna, seguido do início do tratamento com antimicrobiano em ambos os grupos (ceftriaxona, 100 mg/kg) por 7 dias. A mortalidade no grupo sham foi de 16,6% e no grupo meningite 47,3%. Sessenta dias após a indução, os animais foram submetidos a dois testes comportamentais: habituação ao campo aberto e esquiva inibitória. Imediatamente após os testes comportamentais, os animais foram mortos e o hipocampo foi removido e armazenado a -80°C. Os níveis de BDNF no hipocampo foram quantificados utilizando ensaio imunoenzimático (ELISA) e protocolos padrão. Na tarefa de habituação ao campo aberto não houve diferença entre as sessões treino e teste no número de crossing e rearings no grupo meningite (p=0.0612 e p=0.0692 respectivamente). O grupo sham apresentou diferença significativa entre as sessões treino e teste no número de crossing e rearings (p=0.0001). Na tarefa de esquiva inibitória, o grupo sham apresentou significativas diferenças no tempo de latência entre treino e teste (p=0.001), já no grupo meningite não houve diferença entre o tempo de latência no treino e teste (p=0.077). Houve uma diminuição nos níveis de BDNF no hipocampo de ratos submetidos à meningite em relação ao grupo sham. Nossos resultados indicam que a diminuição dos níveis de BDNF hipocampal está relacionada ao prejuízo na memória de habituação neste modelo animal utilizando ratos adultos submetidos à meningite neonatal. Este estudo pode ser uma ferramenta útil para avaliar os déficits comportamentais futuros decorrentes da meningite no período neonatal.

The Central Nervous System (CNS) infections remain a major cause of morbidity and mortality worldwide, especially in infants and children. The neonatal bacterial meningitis occurs between birth and twenty-eighth day of track and is characterized by intense inflammation affecting piamater, the arachnoid and the subarachnoid space, thereby generating complex brain that cause cognitive and neuropsychological impairments through an inflammatory reaction and apoptotic regardless of the pathogenic microorganism. The aim of this study was to evaluate aversive memory and memory of habituation, and brain-derived neurotrophic factor levels (BDNF) in the hippocampus of adult rats submitted to pneumococcal meningitis in the neonatal period. Streptococcus pneumoniae was grown overnight in 10 ml of Todd-Hewitt broth, diluted in fresh medium and obtained growth to logarithmic phase. The culture was centrifuged for 10 minutes at 5000 × g and resuspended in sterile saline until the desired concentration of 1x106 CFU/mL. Animals, newborn rats (3-4 days old) were subjected to puncture the cisterna magna with a needle number 23. The needle position was verified by free flow of CSF brain. The animals were divided into two groups receiving 10 μL of sterile saline (sham group n = 12) or equivalent volume of the suspension of S. pneumoniae (meningitis group n = 19). After inoculation, all animals received fluid replacement. The confirmation of meningitis was made at 16 hours after induction by quantitative culture of 5 μL of cerebral spinal fluid (CSF) obtained by puncture of the cisterna magna, followed by the start of antimicrobial treatment in both groups (Ceftriaxone 100 mg/kg) for 7 days. The mortality in the sham group was 16.6% and in 47.3% meningitis group. Sixty days after the induction the animals were subjected to two behavioral tests: habituation to the open field and inhibitory avoidance task, immediately after the behavioral tests the animals were killed and the hippocampus was removed and stored at -80°C. The BDNF levels in the hippocampus were quantified using enzyme linked immunosorbent assay (ELISA) and standard protocols. In the habituation to the open field task there was no difference between training and testing sessions in the number of crossing and rearings in meningitis group (p = 0.0612 and p = 0.0692 respectively). The sham group showed a significant difference between training and test session in the number of crossing and rearings (p = 0.0001). In the inhibitory avoidance task, the sham group showed significant differences in latency time between training and testing (p = 0.001), as meningitis group there was no difference between the lag time in training and testing (p = 0,077). There was a decrease in the BDNF levels in the hippocampus of rats with meningitis compared to the sham group. Our results indicated a decreased hippocampal BDNF levels can be related to memory impairment of adult rats subjected to neonatal meningitis. This study is a useful model for studying long-term behavioral deficits resulting from meningitis in the neonatal period.