Orientador: Alexandre Leite Rodrigues de Oliveira

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: Na medula espinal, o estabelecimento das sinapses é, provavelmente, coordenado pelos próprios neurônios. Contudo, as células da glia circunjacentes e o microambiente formado entre neurônios/glia, desempenham papel importante na modulação da excitabilidade neural, influenciando na transmissão...

Resumo: Na medula espinal, o estabelecimento das sinapses é, provavelmente, coordenado pelos próprios neurônios. Contudo, as células da glia circunjacentes e o microambiente formado entre neurônios/glia, desempenham papel importante na modulação da excitabilidade neural, influenciando na transmissão e plasticidade sináptica. Em situações de injúria ou inflamação, há um aumento da reatividade glial e mudança do estado funcional dos neurônios, levando a uma consequente cascata de eventos visando a homeostase do tecido. Neste sentido, o IFN? está envolvido na regulação da expressão do MHC I, o qual tem recentemente mostrado exercer um papel importante nos processos de plasticidade sináptica após axotomia. Além disso, existem evidências de que o IFN? pode interferir na diferenciação e sobrevivência das células neurais. No entanto, pouco se sabe sobre os efeitos da ausência do IFN? nos neurônios espinais após lesão. Portanto, o objetivo deste trabalho foi investigar os fenômenos de plasticidade sináptica e da reatividade glial em camundongos mutantes para IFN?, a fim de analisar a dinâmica das sinapses na medula após a lesão do nervo isquiático em animais incapazes de regular a expressão de MHC I pela produção de IFN?. Para isso, camundongos mutantes para IFN? e do tipo selvagem C57BL/6J foram submetidos à transecção ou esmagamento unilateral do nervo isquiático (5animais/grupo/experimento) e o material foi processado para imunohistoquímica, Western blotting, microscopia de luz e de transmissão (MET). Além disso, a avaliação motora dos animais também foi investigada por meio do índice funcional do nervo isquiático. Secções da medula espinal de camundongos sem lesão foram também utilizados para análise de sobrevivência neuronal e presença de apoptose por TUNEL e imunomarcação para caspase 3. Camundongos neonatos foram utilizados para os experimentos com cultura primária de astrócitos. A ausência do IFN? nos animais mutantes levou à redução da expressão de MHC I após uma semana de lesão. Os motoneurônios encontrados no corno ventral destes animais exibiram menor tamanho do soma e maior número de células degeneradas comparado aos animais selvagens. A perda neuronal não foi agravada pela axotomia do nervo isquiático nos animais mutantes. A morte por apoptose foi sugerida baseado nos resultados positivos para TUNEL e caspase 3. A análise ultraestrutural mostrou menor retração de terminais sinápticos nos animais mutantes uma semana após lesão periférica. Além disso, a ausência do IFN? não prejudicou a recuperação motora dos animais mutantes. Em cultura, os astrócitos dos animais mutantes mostraram um atraso na taxa de proliferação provavelmente em razão da ausência do IFN?. Com base nestes resultados, sugerimos que o IFN? pode exercer um papel neuroprotetor e que sua ausência resulta na morte neuronal, a qual não é agravada pela lesão periférica.

Abstract: In the spinal cord, the establishment of synapses is probably coordinated by the neurons. However, the glial cells and surrounding microenvironment formed between neurons/glia play an important role in modulating neural excitability, influencing the transmission and synaptic plasticity. In...

Abstract: In the spinal cord, the establishment of synapses is probably coordinated by the neurons. However, the glial cells and surrounding microenvironment formed between neurons/glia play an important role in modulating neural excitability, influencing the transmission and synaptic plasticity. In situations of injury or inflammation, there is an increase in glial reactivity and changes in functional status of neurons, with a consequent cascade of events aimed at restoration of homeostasis. In this regard, IFN? is involved in regulating the expression of MHC I, which has recently been shown to play an important role in the synaptic plasticity processes following axotomy. Also, there is evidence that IFN? absence on spinal cord neurons after injury. The aim of this study was to investigate the phenomena of synaptic plasticity and glial reactivity in mice mutant for IFN? in order to analyze the dynamics of spinal synapses after injury of the sciatic nerve in animals unable to regulate the expression of MHC I due the absence of IFN?. In this sense, mutant mice for IFN? and wild type C57BL/6J
were subjected to unilateral transection or crushing of the sciatic nerve (5animals/group/experiment), and the specimens were processed for immunohistochemistry, Western blotting, light and transmission electron microscopy (TEM). In addition, the motor evaluation of the mice was investigated by the sciatic functional index. Spinal cord sections from non-lesioned animals were also used to investigate neuronal survival and the presence of apoptosis with TUNEL and caspase 3 immunostaining. Astrocytes from mutant and wild type newborn mice were also investigated in primary cell culture. The absence of IFN? in the mutant animals produced reduced expression of MHC I after one week from injury. Motoneurons in the lower lumbar ventral horn exhibited a smaller soma size and increased number of degenerated cells?when compared to wild type mice. Sciatic nerve axotomy did not further aggravate the neuronal loss in the mutant mice. Apoptotic death is suggested on TUNEL and caspase 3 positive immunostaining. The electron microscopy showed a smaller retraction of pre-synaptic terminals apposing to motoneurons in mutant mice one week after lesion. The absence of IFN? did not impair motor recovery of the mutant animals. In culture, astrocytes from mutant animals showed a delay in the rate of proliferation probably due to the absence of IFN?. Altogether, these results suggest that IFN? may be neuroprotective and its absence results in neuronal death, which is not further increased by peripheral axotomy.