Chemobrain in rats: Behavioral, morphological, oxidative and inflammatory effects of doxorubicin administration
Documento
Informações
Título
Chemobrain in rats: Behavioral, morphological, oxidative and inflammatory effects of doxorubicin administration
Título (EN)
Chemobrain in rats: Behavioral, morphological, oxidative and inflammatory effects of doxorubicin administration
Autor(es)
Carolina Vieira Cardoso , Marcelo Paes de Barros , André Luís Lacerda Bachi , Maria Martha Bernardi , Thiago Berti Kirsten, Maria de Fátima Monteiro Martins, Paulo Ricardo Dell’Armelina Rocha, Paula da Silva Rodrigues, Eduardo Fernandes Bondan
Instituição
Universidade Paulista
Tipo
Artigo
Tipo de Mídia
Revista
Resumo (EN)
Doxorubicin (DOX) is known to cause cognitive impairments in patients submitted to long-term chemotherapy (deficits also known as chemobrain). The present study investigated whether DOX administration could affect behavior and brain morphology, as well as oxidative and inflammatory status in rats. Male Wistar rats were injected with DOX (2.5 mg/kg/week, 4 weeks, i.p.) or saline. Behavioral analyses were performed. Brains were collected and analyzed by hematoxylin-eosin and luxol fast blue staining techniques and by immunohistochemistry (for glial fibrillary acidic protein expression in astrocytes; GFAP). Serum and brain levels of TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-8, IL-10 and CXCL-1 were determined. Oxidative parameters, such as superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPx), glutathione reductase (GR), nitric oxide (NO•), brain iron and ferritin levels, as well as reduced and oxidized glutathione (GSH and GSSG, respectively) and thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) were also assessed in brain. DOX-injected rats presented cognitive/memory impairments, increased GFAP expression, increased levels of TBARS, NO and GR, but decreased GSSG and ferritin levels in brain homogenate. In addition, increased serum and brain levels of IL-6, IL-8 and CXCL1 were noted in the DOX group, although IL-10 decreased. As DOX has a poor penetration across the blood-brain barrier (BBB), it is proposed that this drug elicits a systemic proinflammatory response with increase of proinflammatory cytokines which cross the BBB and can be involved in the induction of oxidative molecules and proinflammatory cytokines that altogether induce astrogliosis all over the brain. These events may be responsable for chemotherapy-induced cognitive/memory deficits.
Resumo
Sabe-se que a doxorrubicina (DOX) causa comprometimento cognitivo em pacientes submetidos à quimioterapia de longa duração (déficits também conhecidos como quimiocerebro). O presente estudo investigou se a administração de DOX poderia afetar o comportamento e a morfologia cerebral, bem como o estado oxidativo e inflamatório em ratos. Ratos Wistar machos foram injetados com DOX (2,5 mg/kg/semana, 4 semanas, via intraperitoneal) ou solução salina. Foram realizadas análises comportamentais. Os cérebros foram coletados e analisados por meio de coloração com hematoxilina-eosina e azul rápido de luxol, e por imuno-histoquímica (para expressão da proteína glial fibrilar ácida em astrócitos; GFAP). Os níveis séricos e cerebrais de TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-8, IL-10 e CXCL-1 foram determinados. Parâmetros oxidativos, como superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx), glutationa redutase (GR), óxido nítrico (NO•), níveis de ferro e ferritina no cérebro, bem como glutationa reduzida e oxidada (GSH e GSSG, respectivamente) e substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), também foram avaliados no cérebro. Ratos injetados com DOX apresentaram comprometimento cognitivo/de memória, aumento da expressão de GFAP , aumento dos níveis de TBARS, NO e GR, mas diminuição dos níveis de GSSG e ferritina no homogeneizado cerebral. Além disso, observou-se aumento dos níveis séricos e cerebrais de IL-6, IL-8 e CXCL1 no grupo DOX, embora a IL-10 tenha diminuído. Como a doxorrubicina (DOX) apresenta baixa penetração na barreira hematoencefálica (BHE), propõe-se que esse fármaco desencadeie uma resposta pró-inflamatória sistêmica com aumento de citocinas pró-inflamatórias que atravessam a BHE e podem estar envolvidas na indução de moléculas oxidativas e citocinas pró-inflamatórias que, em conjunto, induzem astrogliose em todo o cérebro. Esses eventos podem ser responsáveis pelos déficits cognitivos/de memória induzidos pela quimioterapia.
Palavras-chave
Astrocytes; Chemotherapy; Cytokines; Glial fibrillary acidic protein; Memory impairment; Oxidative stress.
Publicado em
CARDOSO, Carolina Vieira; BARROS, Marcelo Paes de; BACHI, André Luís Lacerda; BERNARDI, Maria Martha; KIRSTEN, Thiago Berti; MARTINS, Maria de Fátima Monteiro; ROCHA, Paulo Ricardo Dell’Armelina; RODRIGUES, Paula da Silva; BONDAN, Eduardo Fernandes. Chemobrain in rats: behavioral, morphological, oxidative and inflammatory effects of doxorubicin administration. Behavioural Brain Research, v. 378, p. 112233, 2020. DOI: https://doi.org/10.1016/j.bbr.2019.112233
Direito de Acesso
Acesso restrito
Financiamento
CAPES, CNPQ