funcional (ressonância magnética funcional e tomografia por emissão de pósitrons -PET) que apontam para alterações significativas do córtex pré-frontal e de estruturas subcorticais e mediais, componentes do sistema límbico anterior que modulam o comportamento, e parecem estar envolvidos no transtorno bipolar (Strakowski et al., 2005; Strakowski et al., 2012; Cao et al., 2016).
Estas mudanças morfológicas sugerem uma disfunção na plasticidade e resiliência celular. Neste contexto, aumentam as evidências que sistemas de sinalização responsáveis pela regulação da plasticidade e sobrevivência celular, possam estar alterados em pacientes com transtornos de humor (Hashimoto et al., 2004; Maletic and Raison, 2014).
1.4 Modelos Experimentais para o estudo do TB
Os modelos experimentais constituem uma importante ferramenta na investigação da fisiopatologia do TB (Einat et al., 2003). Contudo, devido à complexidade dos sintomas, até o momento não há um modelo experimental específico para a pesquisa do TB, pois cada modelo experimental apresenta vantagens e desvantagens, sendo necessário ao pesquisador escolher a melhor abordagem, conforme seu objetivo de estudo. Neste contexto, tem se estabelecido diferentes modelos in vivo, in vitro e post-mortem que têm sido utilizados com sucesso relativo para o avanço das pesquisas no TB (Harrison et al., 2016). Dentre os modelos in vivo, o modelo animal de mania consiste em um dos mais estudados (Logan and McClung, 2016) utilizando desde animais geneticamente modificados a indução farmacológica, como no caso da D-anfetamina (Stertz et al., 2014) e ouabaína (Valvassori et al., 2016), com o
15 objetivo de mimetizarem no animal o episódio de mania, característico do TB. Pesquisas recentes tem apontado para o desenvolvimento de modelos animais que identifiquem e permitam a alternância de episódios maníacos e depressivos, o que seria um grande avanço para os estudos da neurobiologia do TB (Young and Dulcis, 2015).
Em relação aos estudos post-mortem, mesmo que haja dificuldades inerentes quanto à obtenção do tecido, estes têm se mostrado essenciais para identificar alterações neuropatológicas em pacientes com TB. Investigações neste campo têm geralmente analisado concentrações ou atividades específicas de determinados constituintes, tais como: enzimas, metabólitos intermediários, cofatores e neurotransmissores (Johnston-Wilson et al., 2000).
Neste contexto, a determinação da expressão gênica e proteica em estados normais e patológicos do SNC tem sido de grande importância para a compreensão da neurobiologia do TB (Konradi et al., 2012).
Quanto aos modelos in vitro, a cultura de células se tornou um importante recurso para a pesquisa científica do TB. Atualmente, existem diversos modelos celulares que possibilitam a realização de estudos funcionais, bioquímicos e moleculares, além da análise de alvos farmacológicos no TB (Viswanath et al., 2015). Dentre os tipos de cultura celular, temos o cultivo primário e as linhagens celulares. Quando as células são diretamente obtidas de um tecido humano ou animal, temos a cultura celular primária; nesse sentido, estudos com células periféricas de pacientes com TB, como os linfócitos, indicaram aumento da apoptose e alteração na resiliência celular nestes pacientes (Fries et al., 2013; Pfaffenseller et al., 2014).
Já as linhagens celulares são células imortalizadas que adquiriram a capacidade de se
16 multiplicar indefinidamente. Comparadas às culturas primárias, experimentos empregando células de linhagens tendem a oferecer maior reprodutibilidade (Masters, 2000). Neste contexto, a linhagem de células de neuroblastoma humano SH-SY5Y tem sido muito utilizada para a pesquisa de doenças como o câncer e mais recentemente tem recebido destaque no estudo de doenças que afetam o SNC, como Parkinson e Alzheimer (Lopes et al., 2010; Schonhofen et al., 2015), devido a sua capacidade de diferenciação em neurônios, proporcionando assim, um modelo mais adequado para estudar doenças que afetam o SNC, como o TB (Chiocchetti et al., 2016).
A terapia celular é um dos mais recentes modelos para o estudo de doenças que afetam o SNC e consiste na administração de células saudáveis em um tecido lesado, o qual seria estimulado a um processo de regeneração. Neste sentido, as células tronco mesenquimais (CTMs) têm emergido como uma potencial ferramenta terapêutica para o TB por serem capazes de se diferenciar tanto em células mesodermais (osteoblastos, condrócitos, adipócitos) quanto em outros tipos celulares não mesodérmicos, como hepatócitos e células neurais (Krabbe et al., 2005; Giordano et al., 2007 e revisado no artigo Colpo, Ascoli e Wollenhaupt-Aguiar et al., 2015 que segue como anexo 3 desta tese).
Outro modelo relevante e recente para o estudo de transtornos psiquiátricos surgiu em 2007, onde a partir de fibrosblastos foi possível gerar células-tronco embrionárias através de reprogramação genética. Estas células têm sido denominadas como células-tronco de pluripotência induzida ou pela sigla iPS (do inglês induced pluripotent stem cells). O processo de reprogramação se dá através da inserção de vírus contendo 4 genes: oct-4,
sox-17 2, Klf-4 e c-Myc; estes se inserem no DNA da célula adulta (por exemplo: fibroblastos) e reprogramam o código genético. Com esta reprogramação as células voltam ao estágio de uma célula-tronco embrionária e possuem características de autorrenovação e a capacidade de se diferenciarem em qualquer tecido (Kim et al., 2016). Estudos têm sido realizados com pacientes bipolares (O'Shea and McInnis, 2016), como o de Chen e colaboradores (2014) que avaliaram a via de sinalização do cálcio em neurônios diferenciados a partir de iPS de pacientes bipolares (Chen et al., 2014).
Com base nestes estudos, nota-se que existem diferentes modelos experimentais e cada modelo contribui para o avanço das pesquisas sobre o TB, possibilitando desde o teste de novos fármacos e busca pelo entendimento do mecanismo de ação dos já estabelecidos, bem como no estudo das alterações neurobiológicas e fisiopatológicas e vias de sinalização envolvidas a novas tecnologias e novos tratamentos para o manejo dos episódios de humor.
Nesse sentido, espera-se que a integração dos dados obtidos nos diferentes modelos experimentais permitirá revelar importantes conhecimentos sobre a etiologia, fisiopatologia e tratamento do TB no futuro. Nesta tese, em relação ao modelo experimental, nosso enfoque será no modelo in vitro de diferenciação celular da linhagem de neuroblastoma humano SH-SY5Y, que será abordado nos capítulos 3 e 4.