MARISSA GIOVANNA SCHAMNE
Investigação dos sintomas emocionais da doença de Parkinson em um modelo experimental e o potencial terapêutico da agmatina: Envolvimento do gênero, eventos
estressores e de fatores epigenéticos e neurotróficos
FLORIANÓPOLIS – SC 2018
Tese apresentada ao Programa
de Pós-Graduação em
Farmacologia do Centro de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Santa Catarina como requisito parcial à obtenção do título de doutora em Farmacologia.
Para minha mãe Marise, minha maior incentivadora e apoiadora.
Para Italo, meu amigo, meu incentivador e meu amor.
AGRADECIMENTOS
A minha mãe, Marise, pelo apoio incondicional, incentivo e por toda a ajuda, amor e carinho dedicados a mim durante esse período de pós-graduação e pela vida toda. Poder contar com você foi um estímulo fortificante durante todo esse processo.
Ao meu amor, Italo, por ser meu companheiro para qualquer hora. Obrigada pelo suporte e ajuda nessa etapa da minha vida. Por estar sempre presente e tornar toda essa caminhada mais leve e prazerosa.
Minha eterna gratidão ao professor Rui Daniel Prediger, meu orientador, por confiar em mim ao me aceitar como orientada. Seus valiosos conselhos e ensinamentos foram fundamentais para o desenvolvimento dessa tese e uma grande inspiração profissional. Obrigada por todas as oportunidades.
Ao doutor Filipe Carvalho Matheus, pela amizade e paciência durante a co-orientação desse trabalho.
A doutora Morgana Moretti, pela ajuda com os primeiros passos desse trabalho e por toda contribuição técnico-científica.
Aos professores que compuseram a banca da minha qualificação de doutorado: Dr. José Eduardo da Silva Santos, Dr. Alfeu Zanotto e Dra. Thereza Cristina Monteiro de Lima, pelas excelentes contribuições para a melhoria deste trabalho.
Aos professores que compuseram a banca de avaliação desse trabalho: professora Laurence Lanfumey, professora Ana Lúcia Severo Rodrigues, professora Thereza Cristina
Monteiro de Lima, professor Reinaldo Takahashi e professor Alfeu Zanotto. Obrigada por aceitarem o convite, pela disponibilidade e contribuições.
A todos os integrantes e ex-integrantes do Lexdon, Ana Elisa, Andréia, Angela, Bruna, Filipe, Gislaine, Josiel, Katiane, Marina, Marcelo, Paulo, Samantha, Tainara e Tuane, pela parceria, amizade, risadas e contribuições durante todo esse período. Em especial à Angela, Josiel, Bruna e Tainara pelas contribuições científicas e ajuda no desenvolvimento desse trabalho.
Meu sincero agradecimento a professora Laurence Lanfumey por me receber no Centre de Psychiatrie et Neurosciences – Inserm UMR 894 no Doutorado Sanduíche com toda a gentileza, e me proporcionar um olhar diferente para a ciência. Estendo meu agradecimento a toda a equipe, Mathilde, Marion, Eleni, Aurélie, Corine, Marine e Marina, pelo acolhimento e paciência. Foi uma experiência incrível. Merci
beaucoup!
Obrigada às amigas que o Doutorado Sanduíche me deu de presente: Rubia, Genyle, Anäis e Célia, por tornarem esse período fora do Brasil mais agradável e repleto de coisas boas.
A Marina Magnini, por topar essa experiência de sair de casa, dividir apartamento, contas, alegrias e frustações. Ganhei uma amizade para a vida toda.
Agradeço aos demais Colegas do Departamento de Farmacologia, pelos momentos de descontração.
Agradeço aos Professores do Departamento de Farmacologia, pela dedicação e conhecimento com que nos ensinam.
Agradeço a todos os Funcionários do Departamento de Farmacologia, pelo trabalho desempenhado com carinho.
Aos meus amigos da vida que, mesmo que não compreendessem o porquê e o quê eu fazia, sempre me incentivaram.
A Universidade Federal de Santa Catarina pela estrutura oferecida.
Obrigada a CAPES e ao CNPq pelo apoio financeiro. A todos que direta ou indiretamente fizeram parte da minha formação e da realização deste trabalho, muito obrigada!
“Tenho a impressão de ter sido uma criança brincando à beira-mar, divertindo-me em descobrir uma pedrinha mais lisa ou uma
concha mais bonita que as outras, enquanto o imenso oceano da verdade continua misterioso diante de meus olhos”.
RESUMO
A doença de Parkinson (DP) é a segunda doença neurodegenerativa mais comum na atualidade, sendo caracterizada pela perda progressiva dos neurônios dopaminérgicos da substância negra pars compacta (SNpc) e a consequente redução nos níveis de dopamina no estriado e o aparecimento dos sintomas motores da doença. A etiologia da DP ainda não é completamente compreendida, mas acredita-se que se trata de uma doença multifatorial, onde fatores genéticos e ambientais influenciam no seu desenvolvimento. A depressão representa o principal sintoma não motor da DP, que pode ser desenvolvida precocemente e piora substancialmente a qualidade de vida dos pacientes. A depressão na DP é mais prevalente em mulheres, sua base neurobiológica permanece pouco compreendida e não responde efetivamente às terapias antidepressivas disponíveis. Por outro lado, a agmatina é uma substância com ação antidepressiva, atuando através de diversos mecanismos moleculares. O objetivo desse trabalho foi avaliar possíveis diferenças entre gêneros e o impacto de eventos estressores na suscetibilidade de camundongos ao desenvolvimento de prejuízos emocionais através da administração intranasal (i.n.) de 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridina (MPTP). Além disso, investigou-se o envolvimento de mecanismos neurotróficos e epigenéticos no desenvolvimento da depressão na DP e o potencial antidepressivo da agmatina no controle das alterações emocionais, neurotróficas e epigenéticas induzidas pela administração i.n. de MPTP. A administração i.n. de MPTP induziu comportamento do tipo-depressivo seletivamente em camundongos fêmeas da linhagem C57BL/6, bem como em camundongos previamente ovariectomizadas e em camundongos fêmeas com 20 meses de idade, que foi associado a uma redução no imunoconteúdo das neurotrofinas BDNF e GDNF no córtex pré-frontal e hipocampo desses animais. O tratamento por via oral com agmatina nas doses de 1 e 10 mg/kg durante 15 dias reverteu os prejuízos emocionais induzidos pela administração i.n. de MPTP em camundongos fêmeas C57BL/6 avaliados nos testes de borrifada com sacarose, suspensão pela cauda e do nado forçado, bem como atenuou a redução do imunoconteúdo de BDNF no hipocampo. A administração i.n. de
MPTP induziu alterações epigenéticas associadas ao gene do BDNF, como o aumento da metilação do DNA e da metilação de proteínas histonas e a redução da acetilação de proteínas histonas e o tratamento por via oral com agmatina na dose de 1 mg/kg durante 15 dias controlou essas alterações. Por fim, observamos que o estresse crônico induzido pela administração de corticosterona pela via oral pode aumentar a suscetibilidade dos animais em desenvolver comportamentos do tipo-depressivo após a administração i.n. de MPTP. Assim, conclui-se que o modelo animal de DP induzido através da administração i.n. de MPTP é uma ferramenta útil no estudo dos sintomas emocionais da DP por reproduzir as alterações comportamentais, bioquímicas e epigenéticas associadas. Além disso, os resultados obtidos demonstram que camundongos fêmeas C57BL/6 são mais sensíveis aos prejuízos emocionais e a redução do imunoconteúdo de neurotrofinas induzidos pelo MPTP i.n. e que estes prejuízos comportamentais são acompanhados pelo aumento da metilação do DNA, aumento da metilação e redução da acetilação de histonas associadas ao gene do BDNF. Por fim, demonstramos de maneira pioneira o potencial da agmatina no tratamento dos prejuízos emocionais associados à DP agindo através de mecanismos neurotróficos e epigenéticos.
Palavras-chave: doença de Parkinson, MPTP intranasal, gênero, depressão, agmatina, neurotrofinas, epigenética, estresse.
ABSTRACT
Parkinson's disease (DP) is the second most common neurodegenerative disease and is characterized by the progressive loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra
pars compacta (SNpc) with the consequent reduction of
dopamine levels in the striatum and the appearance of motor symptoms. The etiology of PD remains unclear, but it is believed to be a multifactorial disease, where genetic and environmental factors influence its development. Depression is the main non-motor symptom of PD, which can be developed early and substantially worsens patients' quality of life. Depression in PD is more prevalent in women, its neurobiological basis remains poorly understood and does not effectively respond to available antidepressant therapies. On the other hand, agmatine is a substance with well known antidepressant effects, acting through several molecular mechanisms. Therefore, the objective of this study was to evaluate putative gender-related differences as well as the impact of stressful events on the susceptibility of mice to the development of emotional alterations following the intranasal (i.n.) administration of 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP). In addition, we investigated the involvement of neurotrophic and epigenetic mechanisms in the development of depression in PD and the antidepressant potential of agmatine in the management of these deficits induced by i.n. MPTP. The i.n. administration of MPTP induced selective depressive-like behavior in C57BL/6 female mice as well as in ovariectomized and aged (20-month-old) female mice, which was associated with a reduction in the immunocontent of BDNF and GDNF in the prefrontal cortex and hippocampus. Oral treatment with agmatine (1 and 10 mg/kg) for 15 days reversed the emotional deficits induced by i.n. MPTP administration in C57BL/6 female mice evaluated in splash, tail suspension and forced swimming tests and attenuated the reduction of the immunocontent of BDNF in the hippocampus of these animals. The i.n. administration of MPTP induced epigenetic changes associated with the BDNF gene, such as increased DNA methylation and methylation and acetylation of histone proteins. The oral treatment with agmatine (1 mg/kg) for 15 days attenuated these changes. Finally, we observed that the chronic
stress induced by oral corticosterone administration during 21 days may increase the susceptibility of the animals to develop depressive-like behavior after i.n. MPTP. In conclusion, these findings indicated that the i.n. MPTP is a useful model for the study of the emotional symptoms of PD by reproducing the behavioral, biochemical and epigenetic alterations associated. Moreover, C57BL/6 female mice are more sensitive to the emotional alterations induced by the i.n. administration of MPTP and that behavioral alterations are associated with the reduction of neurotrophins immunocontent, increased methylation and reduction of histone acetylation associated with the BDNF gene. Finally, this study provides new evidence of the potential of agmatine for the treatment of emotional symptoms of PD acting through neurotrophic and epigenetics mechanisms.
Key-words: Parkinson’s disease, intranasal MPTP, gender, depression, agmatine, neurotrophins, epigenetic, stress.
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 - Vias direta e indireta do circuito motor dos núcleos basais em condições normais e na doença de Parkinson...34
FIGURA 2 - Sumário de fatores que podem influenciar o desenvolvimento da depressão na doença de Parkinson...42
FIGURA 3 – BDNF e pro-BDNF, NGF e pro-NGF, GDNF e seus respectivos receptores...61
FIGURA 4 - Protocolo da administração i.n. de MPTP seguido de testes comportamentais...69
FIGURA 5 - Efeitos da administração i.n. de MPTP no comportamento do tipo-anedônico avaliado no teste do consumo de sacarose...73
FIGURA 6 - Efeitos da administração i.n. de MPTP no comportamento do tipo-anedônico e de auto-cuidado avaliados
no teste da borrifada com
sacarose...75
FIGURA 7 - Efeitos da administração i.n. de MPTP no comportamento do tipo-depressivo avaliado no teste de suspensão pela cauda...76
FIGURA 8 - Efeitos da administração i.n. de MPTP no comportamento do tipo-depressivo avaliado no teste do nado forçado...77
FIGURA 9 - Efeitos da administração i.n. de MPTP na atividade locomotora espontânea avaliada no teste do campo aberto...79
FIGURA 10 - Efeitos da administração i.n. de MPTP no imunoconteúdo de neurotrofinas (BDNF, GDNF e VEGF) no córtex pré-frontal e hipocampo...80
FIGURA 11 - Efeitos da administração i.n. de MPTP no imunoconteúdo de TH no estriado...81
FIGURA 12 – Modelo de tubo utilizado para a contenção no protocolo de estresse agudo de contenção...94
FIGURA 13 - Efeitos do estresse agudo de contenção na atividade locomotora espontânea avaliada no teste do campo aberto...97
FIGURA 14 - Efeitos do estresse agudo de contenção seguido da administração i.n. de MPTP no comportamento anedônico avaliado no teste do consumo de sacarose...99
FIGURA 15 - Efeitos do estresse agudo de contenção seguido da administração i.n. de MPTP no comportamento anedônico e de auto-cuidado avaliados no teste da borrifada com sacarose...100
FIGURA 16 - Efeitos do estresse agudo de contenção seguido da administração i.n. de MPTP no comportamento do tipo-depressivo avaliado no teste de suspensão pela cauda...101
FIGURA 17 - Efeitos do estresse agudo de contenção seguido da administração i.n. de MPTP na atividade locomotora espontânea avaliada no teste do campo aberto...102
FIGURA 18 - Efeitos do estresse agudo de contenção seguido da administração i.n. de MPTP no tempo de imobilidade avaliado no teste do nado forçado...103
FIGURA 19 - Efeitos do estresse crônico induzido pela administração de corticosterona seguido da administração i.n. de MPTP no comportamento anedônico avaliado no teste do consumo de sacarose...104
FIGURA 20 - Efeitos do estresse crônico induzido pela administração de corticosterona seguido da administração i.n. de
MPTP no comportamento de auto-cuidado e anedônico avaliados no teste da borrifada com sacarose...106
FIGURA 21 - Efeitos do estresse crônico induzido pela administração de corticosterona seguido da administração i.n. de MPTP no comportamento do tipo-depressivo avaliado no teste de suspensão pela cauda...107
FIGURA 22 - Efeitos do estresse crônico induzido pela administração de corticosterona seguido da administração i.n. de MPTP na atividade locomotora espontânea avaliada no teste do campo aberto...108
FIGURA 23 - Efeitos do estresse crônico induzido pela administração de corticosterona seguido da administração i.n. de MPTP no comportamento do tipo-depressivo avaliado no teste do nado forçado...109
FIGURA 24 – Sumário de como as modificações epigenéticas influenciam a transcrição de genes...120
FIGURA 25 – Estrutura do gene do BDNF em humanos e roedores...126
FIGURA 26 – Protocolo da administração intranasal de MPTP seguido de testes comportamentais...132
FIGURA 27 - Efeito do tratamento com agmatina após a administração i.n. de MPTP nos comportamentos de auto-cuidado e anedônico avaliados no teste da borrifada com sacarose...137
FIGURA 28 - Efeito do tratamento com agmatina, fluoxetina e pramipexol após a administração i.n. de MPTP nos comportamentos de auto-cuidado e anedônico avaliados no teste da borrifada com sacarose...139
FIGURA 29 - Efeito do tratamento com agmatina após a administração i.n. de MPTP no comportamento do tipo depressivo observado no teste de suspensão pela cauda...141
FIGURA 30 - Efeito do tratamento com agmatina, fluoxetina e pramipexol após a administração i.n. de MPTP no comportamento do tipo depressivo observado no teste de suspensão pela cauda...142
FIGURA 31 - Efeito do tratamento com agmatina após a administração i.n. de MPTP no comportamento do tipo depressivo observado no teste de nado forçado...143
FIGURA 32 - Efeito do tratamento com agmatina, fluoxetina e pramipexol após a administração i.n. de MPTP no comportamento do tipo depressivo observado no teste do nado forçado...144
FIGURA 33 - Efeito do tratamento com agmatina após a administração i.n. de MPTP na atividade locomotora espontânea avaliada no teste do campo aberto...145
FIGURA 34 - Efeito do tratamento com agmatina, fluoxetina e pramipexol após a administração i.n. de MPTP na atividade locomotora espontânea avaliada no teste do campo aberto...146
FIGURA 35 - Efeito da administração i.n. de MPTP e do tratamento com agmatina no imunoconteúdo de neurotrofinas no hipocampo de camundongos...148
FIGURA 36 - Efeito da administração i.n. de MPTP e do tratamento com agmatina no imunoconteúdo de GFAP no hipocampo de camundongos...149
FIGURA 37 - Efeito da administração i.n. de MPTP e do tratamento com agmatina no imunoconteúdo de TH no estriado de camundongos...150
FIGURA 38 - Efeito da administração i.n. de MPTP e do tratamento com agmatina nos níveis de metilação do DNA do gene do BDNF no córtex pré-frontal...151
FIGURA 39 - Efeito da administração i.n. de MPTP e do tratamento com agmatina nos níveis de metilação do DNA do gene doBDNF no hipocampo...152
FIGURA 40 - Efeito da administração i.n. de MPTP e do tratamento com agmatina nos níveis de metilação da histona H3 no cortex pré-frontal...154
FIGURA 41 - Efeito da administração i.n. de MPTP e do tratamento com agmatina nos níveis de acetilação da histona H3 no hipocampo...156
LISTA DE TABELAS
TABELA 1 - Modelos animais da doença de Parkinson usados para o estudo dos prejuízos emocionais associados...44
TABELA 2 - Alterações comportamentais e bioquímicas observadas em roedores após a administração intranasal de MPTP...51
TABELA 3 - Sequência de primers usados para as análises meDIP e ChIP...136
TABELA 4 - Metilação do DNA nas ilhas CpGs do gene do BDNF no córtex pré-frontal...152
TABELA 5 - Metilação do DNA nas ilhas CpGs do gene do BDNF no hipocampo...153
TABELA 6 - Metilação da histona H3 nas ilhas CpGs do gene do BDNF no córtex pré frontal...155
TABELA 7 - Acetilação da histona H3 nas ilhas CpGs do gene do BDNF no hipocampo...156
SUMÁRIO
1 Capítulo 1 – Doença de Parkinson...29 1.1 INTRODUÇÃO...29 1.1.1 Doença de Parkinson...29 1.1.1.1 Histórico...29 1.1.1.2 Epidemiologia...31 1.1.1.3 Fisiopatologia...32 1.1.1.4 Etiologia...34 1.1.1.5 Sintomas...36 1.1.1.5.1 Sintomas não-motores...37 1.1.1.6 Diagnóstico e tratamentos...46 1.1.2 Modelo animal para o estudo da doença de Parkinson...47 1.1.2.1 Hipótese da vetorização olfatória...47 2 Capítulo 2 – A influência do gênero no estudo dos prejuízos emocionais associados à doença de Parkinson no modelo animal induzido pela administração intranasal de MPTP...57 2.1 INTRODUÇÃO...57 2.1.1 Diferenças de gênero na doença de Parkinson...57 2.1.2 Neurotrofinas...60 2.1.2.1 Brain derived neurotrophic factor – BDNF...61 2.1.2.2 Glial cell-line derived neurotrophic factor – GDNF...62 2.1.2.3 Vascular endothelial growth factor – VEGF...64
2.2 JUSTIFICATIVA E HIPÓTESE...65 2.3 OBJETIVOS...66 2.3.1 Objetivo geral...66 2.3.1 Objetivos específicos...66 2.4 MATERIAIS E MÉTODOS...66 2.4.1 Animais...67 2.4.2 Drogas e tratamentos...67 2.4.3 Testes comportamentais...68 2.4.3.1 Teste do consumo de sacarose...69 2.4.3.2 Teste da borrifada com sacarose...70 2.4.3.3 Teste de suspensão pela causa – TST...70 2.4.3.4 Teste do campo aberto...70 2.4.3.5 Teste do nado forçado – FST...71 2.4.3.6 Imunodetecção de proteínas – Western blotting...71
2.4.4 Análise estatística...72 2.5 RESULTADOS...72 2.5.1 Teste do consumo de sacarose...72 2.5.2 Teste da borrifada com sacarose...74 2.5.3 Teste de suspensão pela causa – TST...75 2.5.4 Teste do nado forçado - FST...77 2.5.5 Teste do campo aberto...77 2.5.6 Western blotting...79 2.5.6.1 Imunoconteúdo de neurotrofinas...79 2.5.6.2 Imunoconteúdo de tirosina hidroxilase...81
2.6 DISCUSSÃO...81 2.7 CONCLUSÃO...86 3 Capítulo 3 – Estresse como fator de risco para a doença de Parkinson – Impacto de diferentes protocolos de estresse nos sintomas emocionais da doença...87 3.1 INTRODUÇÃO...87 3.1.1 Estresse...87 3.1.1.1 Estresse na doença de Parkinson...89 3.1.1.2 Modelos animais de estresse...90
3.1.1.2.1 Protocolo de estresse agudo de contenção...90 3.1.1.2.2 Protocolo de estresse induzido pela administração crônica de corticosterona...91 3.2 JUSTIFICATIVA E HIPÓTESE...92 3.3 OBJETIVOS...92 3.3.1 Objetivo geral...92 3.3.2 Objetivos específicos...93 3.4 MATERIAIS E MÉTODOS...93 3.4.1 Animais...93 3.4.2 Drogas e tratamentos...94 3.4.3 Testes comportamentais...95 3.4.4 Análise estatística...95 3.5 RESULTADOS...96 3.5.1 Bloco experimental 1...96 3.5.1.1 Teste do campo aberto...96 3.5.1.2 Teste do consumo de sacarose...98 3.5.1.3 Teste da borrifada com sacarose...100 3.5.1.4 Teste de suspensão pela cauda – TST...100 3.5.1.5 Teste do campo aberto...101 3.5.1.6 Teste do nado forçado – FST...102 3.5.2 Bloco experimental 2...103 3.5.2.1 Teste do consumo de sacarose...103
3.5.2.2 Teste da borrifada com sacarose...105 3.5.2.3 Teste de suspensão pela cauda – TST...107 3.5.2.4 Teste do campo aberto...107 3.5.2.5 Teste do nado forçado – FST...108
3.6 DISCUSSÃO...109 3.7 CONCLUSÃO...112 4 Capítulo 4 – O papel da agmatina no tratamento dos sintomas emocionais da doença de Parkinson –
envolvimento de fatores epigenéticos e
neurotróficos...115 4.1 INTRODUÇÃO...115 4.1.1 Agmatina...115 4.1.2 Epigenética...118 4.1.2.1 Epigenética e depressão...120 4.1.2.2. Epigenética e doença de Parkinson...122 4.1.3 Regulação epigenética do gene do BDNF...125 4.1.3.1 O gene do BDNF...125 4.1.3.2 Regulação epigenética do BDNF na depressão...127 4.1.3.3 Regulação diferencial da transcrição do BDNF...128
4.2 JUSTIFICATIVA E HIPÓTESE...129 4.3 OBJETIVOS...129 4.3.1 Objetivo geral...129 4.3.2 Objetivos específicos...129 4.4 MATERIAIS E MÉTODOS...130 4.4.1 Animais...131 4.4.2 Drogas e tratamentos...131 4.4.3 Testes comportamentais...133 4.4.3.1 Imunoprecipitação do DNA metilado (meDIP)...133 4.4.3.2 Imunoprecipitação da cromatina (ChIP)...135 4.4.3.3 RT-PCR (reação em cadeia da polimerase)...136 4.4.4 Análise estatística...137 4.5 RESULTADOS...137 4.5.1 Teste da borrifada com sacarose...137 4.5.2 Teste de suspensão pela causa – TST...140 4.5.3 Teste do nado forçado – FST...143 4.5.4 Teste do campo aberto...144 4.5.5 Western blotting...146 4.5.5.1 Imunoconteúdo de neurotrofinas...146 4.5.5.2 Imunoconteúdo de GFAP...149 4.5.5.3 Imunoconteúdo de tirosina hidroxilase...150 4.5.6 meDIP...151
4.5.7 ChIP...153 4.6 DISCUSSÃO...158 4.7 CONCLUSÃO...166 5 CONSIDERAÇÕES FINAIS...167 REFERÊNCIAS...169
Esta tese está dividida em 4 capítulos. No Capítulo 1 é apresentada uma revisão de literatura sobre a doença de Parkinson e sobre a administração intranasal do MPTP, modelo animal para o estudo da doença de Parkinson desenvolvido em nosso laboratório e utilizado na presente tese. O Capítulo 2 é focado na investigação da influência do gênero sobre as alterações emocionais observadas na doença de Parkinson. O Capítulo 3 aborda o papel de eventos estressores no desenvolvimento da doença de Parkinson. Por fim, o Capítulo 4 apresenta os resultados da investigação do potencial da agmatina para o tratamento da depressão associada à doença de Parkinson, através da modulação de mecanismos neurotróficos e epigenéticos.
1 Capítulo 1: Doença de Parkinson
1.1 INTRODUÇÃO
1.1.1 Doença de Parkinson
1.1.1.1 Histórico
A primeira descrição da doença de Parkinson (DP) como doença neurológica foi feita há mais de 200 anos, em 1817, pelo médico inglês James Parkinson em um estudo denominado, em inglês, “An assay on the shaking palsy” ou “Ensaio da paralisia agitante”. Neste estudo foram relatados 6 casos de pacientes com sintomas motores semelhantes, consistindo de tremores de repouso, lentidão de movimentos (bradicinesia), perda da capacidade de mover os músculos voluntariamente, postura curvada e marcha festinante, porém com os sentidos e intelecto preservados (PRZEDBORSKI, 2017). Mais tarde, o médico francês Jean-Martin Charcot adicionou suas contribuições ao que se sabia sobre a DP, distinguindo-a de outras condições que causavam tremores como a esclerose múltipla; propôs a primeira opção terapêutica ao tratamento da doença utilizando alcalóides da beladona (agentes com atividade anticolinérgica) e renomeou-a em homenrenomeou-agem renomeou-ao médico que renomeou-a descreveu como doençrenomeou-a de Parkinson. Além disso, foi Charcot quem estabeleceu os sinais cardinais da doença: rigidez muscular, bradicinesia e tremores de repouso e que relatou a existência de prejuízos nos sentidos e
intelecto dos pacientes acometidos por essa doença (GOETZ, 2011; PRZEDBORSKI, 2017).
Em 1899, Edouard Briassaud formulou a hipótese de que a substância negra (SN) poderia ser uma das regiões acometidas na DP. Após duas décadas, essa hipótese ganhou força com os estudos de Constantin Trétiakoff, que foi o primeiro pesquisador a relatar alterações neuropatológicas na SN de pacientes com a DP. Ele observou macroscopicamente que ocorria uma despigmentação dessa região cerebral, atribuindo essa alteração na cor à redução no número de neurônios ricos em neuromelanina; e microscopicamente observou a perda de neurônios nessa região, associada à gliose e a presença dos corpos de Lewy (MARSDEN, 1983; PRZEDBORSKI, 2017).
Os corpos de Lewy foram descritos inicialmente alguns anos antes de Trétiakoff fazer suas observações sobre a DP. Frederic Lewy, trabalhando em colaboração com Alois Alzheimer, descreveu de maneira pioneira, em 1912, a presença de inclusões citoplasmáticas eosinofílicas em neurônios em processo de degeneração (PARENT; PARENT, 2010), que juntamente com as observações de Trétiakoff são consideradas até hoje como as principais características neuropatológicas da DP. Os corpos de Lewy estão presentes em 85% das autópsias de pessoas com o diagnóstico clínico da DP. São formados principalmente pelas proteínas α-sinucleína e ubiquitina nos neurônios remanescentes. Estes acúmulos podem surgir devido a falhas nos mecanismos de degradação proteica como a autofagia e o sistema ubiquitina proteossoma (BLANDINI et al., 2000; ROY; PAHAN, 2011; WANG et al., 2011; KUMAR et al., 2012).
Nos anos 1950, Arvid Carlsson e colaboradores publicaram um texto relatando a primeira evidência do papel da dopamina (DA) no sistema nervoso central (SNC). Eles demonstraram que a DA era um neurotransmissor e ainda observaram que a administração de L-dihidroxifenilalanina (L-DOPA), o precursor da DA, em coelhos que receberam administrações prévias de reserpina (depletor de monoanimas) foi capaz de reverter às reduções nos níveis dessa monoanima no estriado e melhorar a atividade motora desses animais (CARLSSON; LINDQVIST; MAGNUSSON, 1957). Essas evidências indicaram o envolvimento da sinalização dopaminérgica nos núcleos da base no controle motor. Posteriormente, Oleh Hornykiewicz e
colaboradores demonstraram uma pronunciada redução nos níveis de DA no estriado de indivíduos parkinsonianos (HORNYKIEWICZ, 2006, 2010). De maneira importante, George Cotzias propôs o tratamento de pacientes parkinsonianos com a L-DOPA, obtendo bons resultados na remissão dos sintomas (FAHN, 2015; PRZEDBORSKI, 2017).
Após essa sequência de descobertas, diversos pesquisadores começaram a testar a L-DOPA em pacientes com a DP e perceberam sua efetividade em melhorar os déficits motores. Desde então, a L-DOPA tornou-se o principal fármaco usado no tratamento paliativo dos sintomas motores da DP (FAHN, 2015).
1.1.1.2 Epidemiologia
Segundo dados da Organização das Nações Unidas (ONU, 2014), a DP é a segunda doença neurodegenerativa relacionada com a idade mais comum na atualidade, ficando atrás apenas da doença de Alzheimer. A DP é responsável por um aumento significativo da morbidade e mortalidade, afetando a vida social e econômica dos indivíduos e da sociedade. Na população mundial a prevalência da DP é de aproximadamente 0,3%, chegando a 1% em indivíduos com mais de 65 anos de idade e em torno de 4-5% das pessoas acima de 85 anos (AARSLAND et al., 2012; DIEM-ZANGERL et al., 2009; LEE; GILBERT, 2016).
Estimativas mundiais da incidência da DP apontam que o número de novos casos da doença por ano varie de 5-35 casos para cada 100 mil indivíduos (POEWE et al., 2017). Dados da Organização Mundial da Saúde (OMS) apontam que a expectativa de vida da população mundial vem crescendo consideravelmente nos últimos anos. Entre os anos 2000 até 2015 houve um aumento de 5 anos na expectativa de vida média da população (OMS, 2016). No Brasil a situação é semelhante, o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) afirma que no ano de 2011 a expectativa de vida do brasileiro era de 74,3 anos passando para 75,5 anos no ano de 2015 (IBGE, 2016). Uma pesquisa realizada em 2006, por Barbosa e colaboradores, numa cidade do interior de Minas Gerais, apontou que aproximadamente 3,4% dos indivíduos acima de 60 anos de idade apresentavam diagnóstico da DP (BARBOSA et al., 2006).
Considerando a relação direta entre o envelhecimento populacional e o desenvolvimento de doenças neurodegenerativas, estima-se que o número de indivíduos acometidos por essas doenças irá dobrar nas próximas décadas (SHARMA et al., 2013). Diante deste cenário, o avanço nas pesquisas, métodos de diagnóstico, tratamento e o conhecimento acerca dessas doenças tornam-se cada vez mais importantes e necessários (SHARMA et al., 2013).
Estudos epidemiológicos indicam que, em diversos países, homens apresentam o dobro de prevalência à DP do que mulheres, sendo essa diferença atribuída, ao menos em parte, ao efeito protetor dos hormônios sexuais femininos (estrogênio), mecanismos genéticos relacionados ao gênero e pelas diferenças específicas relacionadas à exposição aos riscos ambientais (exposição a agrotóxicos e traumatismo cranioencefálico) (POEWE et al., 2017). A incidência da doença também varia em subgrupos definidos por raça, etnia, genótipo ou ambiente, justificado pelo estilo de vida, incluindo exposição dietética a poluentes orgânicos ou fatores genéticos compartilhados. As interações entre genótipo e o ambiente afetam significativamente o risco de desenvolver a DP. Por exemplo, a incidência da doença é significativamente maior em indivíduos expostos a certos fatores ambientais, como pesticidas e lesões cerebrais traumáticas, e menores em fumantes ou usuários de cafeína (ASCHERIO; SCHWARZSCHILD, 2016; POEWE et al., 2017).
1.1.1.3 Fisiopatologia
A DP é caracterizada pela morte de neurônios dopaminérgicos localizados na substância negra pars compacta (SNpc) lateral e ventral do mesencéfalo, bem como pela degeneração de terminais nervosos do estriado dorsal (caudado e putamen). Essa neurodegeneração resulta em uma redução significativa nos níveis de DA no estriado e em outras regiões dos núcleos da base (DA CUNHA et al., 2009; JANKOVIC, 2008; VECCHIA et al., 2015).
Os neurônios dopaminérgicos da SNpc fazem parte do circuito córtico-estriatal-tálamo-cortical (fig. 1). Este circuito é responsável pela facilitação dos movimentos voluntários e é dividido em três vias: direta, indireta e hiperdireta.
Em condições normais, os neurônios dopaminérgicos da SNpc ativam os neurônios estriatais que expressam o receptor para DA do tipo D1 da via direta e inibem os neurônios estriatais que expressam o receptor para DA do tipo D2 da via indireta. Uma vez ativada pelo córtex e pela SNpc, a via direta inibe o segmento globo pálido interno (GPi)-substância negra pars
reticulata (SNpr). Uma vez que a via indireta é ativada pelo
córtex (e, em menor medida, inibida pela SNpc), ocorre uma inibição do globo pálido externo (GPe), que inibe o núcleo subtalâmico (STN) e o segmento GPi-SNpr. Essas projeções para o GPi-SNpr promovem uma diminuição da inibição do tálamo, e o tálamo ativa o próprio córtex motor. Portanto, o aumento na atividade da SNpc está diretamente relacionado com a atividade motora. E quanto à via hiperdireta, que envia projeções diretas do córtex para o STN, ela é capaz de inibir a atividade motora. Na DP, devido a degeneração da SNpc, ocorre uma diminuição da ativação da via direta e da inibição da via indireta. Este desequilíbrio estriatal provoca um aumento na ativação mediada pelo STN e uma diminuição da inibição mediada pelo GPe e pelo segmento GPi-SNpr, que por sua vez, exercerá uma inibição muito mais forte do tálamo, resultando em uma menor ativação do córtex motor. Portanto, a perda de neurônios dopaminérgicos que enviam projeções da SNpc para o estriado leva a uma diminuição da atividade motora, resultando no aparecimento dos sintomas motores da DP (PRZEDBORSKI, 2017) (fig.1).
Figura 1: Vias direta e indireta do circuito motor dos núcleos basais em condições normais e na doença de Parkinson. (CM:
núcleo centromediano, do inglês centromedian nucleus; GPe: globo pálido externo; GPi: globo pálido interno; PPN: núcleo pedunculopontino, do inglês pedunculopontine nucleus; SNpr: substância negra pars reticulata; STN: núcleo subtalâmico, do inglês
subthalamic nucleus; VA-VL: núcleos anterior-ventral lateral). Adaptado
de PRZEDBORSKI, 2017.
Outro marcador importante da DP encontrado post mortem são os corpos de Lewy, que podem ser encontrados no SNC, sistema nervoso periférico e autonômico. Esses corpos ou corpúsculos são caracterizados por inclusões citoplasmáticas eosinofílicas, compostas por agregados proteicos como α-sinucleína, ubiquitina, parquina e neurofilamentos. Ainda não se sabe precisamente como esses corpúsculos são formados, nem qual a sua relação com a patogênese e neurodegeneração na DP (JELLINGER, 2011). Apesar dos corpos de Lewy não serem um marcador específico para a DP, eles são encontrados tanto nas formas idiopática quanto genética da doença (DAUER; PRZEDBORSKI, 2003).
1.1.1.4 Etiologia
Embora se conheçam as características fisiopatológicas da doença, a etiologia primária da DP ainda é desconhecida. Acredita-se que a DP resulte de uma combinação de fatores ambientais e genéticos (GORELL et al., 2004; HANCOCK et al., 2008). O principal fator de risco para o desenvolvimento da doença é o envelhecimento, conforme a idade avança a
incidência aumenta. Além disso, outros fatores que influenciam a incidência da DP são: o histórico familiar e a exposição frequente a contaminantes ambientais (metais, vírus, herbicidas e pesticidas) (POSTUMA; GAGNON; MONTPLAISIR, 2010).
A principal causa da DP idiopática (sem etiologia definida) pode ser atribuída à exposição a contaminantes ambientais (GOLDMAN, 2014). Essa observação foi responsável pela hipótese do envolvimento de toxinas ambientais no desenvolvimento da DP. Outras substâncias também estão possivelmente envolvidas, como os pesticidas paraquat, rotenona e maneb, e os metais pesados como ferro, manganês, cobre, alumínio e zinco (CICCHETTI; DROUIN-OUELLET; GROSS, 2009; SAMPAIO et al., 2017).
Estudos a longo prazo fazem referência a hereditariedade da DP, uma vez que pode ser passada de geração em geração, porém a parcela de pacientes com essa característica é muito reduzida (ABELIOVICH; GITLER, 2016). Mais recentemente vem sendo proposto que a combinação de fatores ambientais e genéticos poderia ser o ponto crítico para o desenvolvimento da DP (GOLDMAN, 2014). Aqueles indivíduos mais propensos geneticamente estariam mais suscetíveis ao desenvolvimento da doença.
Mesmo que não manifestem a doença, existe a chamada predisposição para o seu desenvolvimento que requer acompanhamento constante (ABELIOVICH; GITLER, 2016). O desenvolvimento da DP pode estar relacionado com diversos genes já identificados (VERSTRAETEN; THEUNS; VAN BROECKHOVEN, 2015), como o gene SNCA que está relacionado com a rápida progressão e à sinucleinopatia, tanto na forma familiar como na forma idiopática da DP. Os genes PARK2 e PARK7, relacionados à progressão lenta da forma familiar da DP e ao acúmulo ou não de α-sinucleína, respectivamente. E a outros genes como o LRRK2, o PINK1 e o SYNJ1, envolvidos com diversas características da DP (VERSTRAETEN; THEUNS; VAN BROECKHOVEN, 2015).
Considerando a relevância que fatores genéticos possuem na etiologia da DP, a epigenética surge com conceitos bastante atraentes de que as mudanças hereditárias na expressão gênica, que independem de alterações na sequência primária do ácido desoxirribonucleico (DNA, do inglês
envolvidas com o desenvolvimento da DP (JAKUBOWSKI; LABRIE, 2017). Genes ligados à DP poderiam sofrer alterações epigenéticas através da exposição a contaminantes ambientais (FENG; JANKOVIC; WU, 2015; SINGH et al., 2016), por exemplo.
Por outro lado, além dos fatores ambientais e genéticos, sabe-se também que o estresse oxidativo, a excitotoxicidade e a neuroinflamação possuem papel importante no processo neurodegenerativo associado à DP. O envelhecimento por si pode acentuar esses processos mencionados acima, e na DP eles se tornam mais evidentes. O estresse oxidativo pode levar a morte neuronal e consequente ativação da microglia, que por sua vez induz a produção e a liberação de mediadores e citocinas inflamatórias pelas células da glia, aumentando a neurotoxicidade e afetando os processos neurodegenerativos (LEE MOSLEY et al., 2006; SUBRAMANIAM; CHESSELET, 2013).
Outro mecanismo envolvido com a fisiopatologia da DP é o processo da excitotoxicidade, que ocorre devido ao excesso de glutamato no meio extracelular, promovendo a ativação constante de seus receptores, principalmente os do tipo N-metil D-aspartato (NMDA), desencadeando um processo neurotóxico (STOLL et al., 2007). Neste caso, a neurotransmissão excitatória passa a ocorrer de maneira desenfreada levando a morte neuronal, alterando a excitabilidade da membrana, a homeostase do cálcio, promovendo a ativação excessiva de enzimas intracelulares capazes de disparar uma cascata química associada à indução do processo neurodegenerativo (STOLL et al., 2007).
1.1.1.5 Sintomas
Classicamente, a DP é considerada uma doença do movimento, sendo que os sintomas motores são os mais evidentes e necessários para seu diagnóstico clínico. Esses sintomas só começam a se manifestar quando 60-70% dos neurônios dopaminérgicos da via nigroestriatal já foram perdidos e o conteúdo de DA no estriado estão depletados entre 70-80% (SHARMA et al., 2013). Portanto o processo neurodegenerativo já está bastante avançado quando o diagnóstico clínico da DP é
realizado. Os sintomas mais frequentes são o tremor de repouso, a bradicinesia (lentidão dos movimentos), rigidez muscular, instabilidade postural, alterações na marcha (marcha festinante) e alterações da voz (BELVISI et al., 2017; KARUNANAYAKA et al., 2016; LEES; HARDY; REVESZ, 2009).
Evidências demonstram que o processo neurodegenerativo na DP tem início muitos anos antes do aparecimento dos sintomas motores. E essa neurodegeneração ocorre em outras estruturas do SNC, como áreas olfatórias anteriores, núcleo dorsal da rafe (neurônios serotonérgicos), locus coeruleus (neurônios noradrenérgicos), núcleo basal de Meynert e núcleo motor dorsal do vago (neurônios colinérgicos), córtex pré-frontal (PFC, do inglês prefrontal-cortex), o hipocampo (HIP) e amígdala, além de alterações nos sistemas GABAérgico e glutamatérgico vêm sendo descritos na DP (BOHNEN; ALBIN, 2011; BRAAK et al., 2004; BRICHTA; GREENGARD; FLAJOLET, 2013; CHAUDHURI; HEALY; SCHAPIRA, 2006; DEL TREDICI; BRAAK, 2013; TAN et al., 2011) e essas alterações parecem ser responsáveis pelo aparecimento dos sintomas não motores da DP.
1.1.1.5.1 Sintomas não motores: ênfase na depressão
Inicialmente, James Parkinson descreveu que não havia prejuízo no intelecto dos pacientes acometidos por essa doença. Porém, mais tarde Jean Martin Charcot, um dos pioneiros da neurologia moderna, refutou essa afirmação quanto à preservação das funções corticais superiores na doença. Ele caracterizou nos pacientes parkinsonianos a perda da memória e outros déficits cognitivos (GOETZ, 2011).
Um grupo de patologistas alemães, coordenados por Braak e colaboradores (2003), introduziu uma nova visão sobre o decurso temporal da DP, caracterizando seis estágios que incluem os sintomas não motores. A princípio eles relataram o aparecimento de sintomas olfatórios iniciais, passando por sintomas cognitivos (como prejuízo nas memórias operacionais) e emocionais (depressão e ansiedade), até o aparecimento das alterações motoras clássicas. Essa nova visão temporal recebeu o nome de “Hipótese de Braak” e compreende ainda os processos patológicos subjacentes a cada estágio (BRAAK et al., 2003, 2004; CHAUDHURI; HEALY; SCHAPIRA, 2006).
Além da via nigroestriatal, outras vias dopaminérgicas como as vias mesolímbica e mesocortical também são acometidas na DP (BRAAK et al., 2004; DAUER; PRZEDBORSKI, 2003). Estas outras vias relacionam-se com estruturas cerebrais diversas como o PFC, o HIP e a amígdala, demonstrando que a DA não está envolvida somente com o controle de funções motoras, mas também no controle de funções cognitivas e emocionais (PUIG; ANTZOULATOS; MILLER, 2014).
Outros sistemas de neurotransmissão também são afetados pela DP. Alterações nestes sistemas de neurotransmissão estão associadas ao aparecimento dos sintomas não motores da DP. Dentre estes sintomas destacam-se as alterações olfatórias (DOMELLÖF et al., 2017), os distúrbios do sono (MENZA et al., 2010), os transtornos de ansiedade e de humor (depressão) (AARSLAND et al., 2012; PREDIGER et al., 2012; SCHRAG, 2004), os prejuízos no aprendizado e nas memórias operacionais e implícitas (DUBOIS; PILLON, 1997; GOETZ et al., 2009). Um fator importante a ser considerado sobre esses sintomas é que muitas vezes eles passam despercebidos pelos pacientes, cuidadores e médicos. Esse é um fato preocupante, visto que os sintomas não motores prejudicam muito a qualidade de vida dos indivíduos parkinsonianos (MARTINEZ-MARTIN; KURTIS, 2012).
Dentre os sintomas não motores da DP, a depressão é o que mais impacta o dia-a-dia e a qualidade de vida dos pacientes parkinsonianos. Segundo a Organização Mundial da Saúde (2012), a depressão (depressão maior – denominação oficial) é um transtorno psiquiátrico crônico que afeta aproximadamente 350 milhões de indivíduos no mundo. A depressão é uma doença de elevado impacto social, pois gera altos custos de tratamento, envolvendo uma maior utilização dos serviços de saúde e baixa produtividade no trabalho (NESTLER et al., 2002).
Os indivíduos deprimidos são mais suscetíveis a diversas co-morbidades, como a doença arterial coronariana, hipertensão, acidente vascular cerebral e diabetes mellitus tipo 2 (CHRISTINA M. VAN DER FELTZ-CORNELIS et al., 2010). Além disso, a depressão pode ser considerada um fator de risco para o desenvolvimento de doenças neurodegenerativas (doença de Alzheimer e DP), e demência.
O diagnóstico da depressão é feito com base na observação clínica de cinco ou mais dos seguintes sintomas (que devem persistir por 14 dias ou mais): humor deprimido, anedonia, perda ou ganho de peso (variações maiores de 5% em um mês), insônia ou hipersonia, retardo ou agitação psicomotora, fadiga ou perda de energia, sentimentos de culpa ou baixa auto-estima, diminuição da capacidade de concentração e pensamentos recorrentes de morte e/ou suicídio (Associação Americana de Psiquiatria, 2000; OMS, 2012).
A depressão atinge mais frequentemente mulheres e possui uma relevante carga hereditária, cerca de 40-50% dos casos são causados por um componente genético, e acredita-se que os outros 50-60% dos casos remanescentes sejam causados por traumas na infância, estresse emocional, doença física e infecções virais (BERTON; NESTLER, 2006).
Diferentes regiões cerebrais estão envolvidas na fisiopatologia da depressão, como o HIP e o PFC. Ainda, alguns aspectos motivacionais da doença, como a anedonia ou alterações de sono e apetite estão relacionadas com alterações no núcleo accumbens e no hipotálamo, respectivamente (DREVETS, 2001).
Existem diferentes hipóteses para explicar a etiologia da depressão, e a primeira delas surgiu em meados da década de 1960 - trata-se da hipótese monoaminérgica. De acordo com essa hipótese, a depressão é causada por uma deficiência monoaminérgica na fenda sináptica, que pode ser restabelecida com o tratamento antidepressivo (SCHILDKRAUT, 1995).
O tratamento com os antidepressivos monoaminérgicos (ex.: desipramina – inibidor não-seletivo da recaptação de noradrenalina e serotonina; fluoxetina – inibidor seletivo da recaptação de serotonina; bupropriona – inibidor da recaptação de dopamina e noradrenalina) é efetivo na depressão, mas a causa da doença ainda não está esclarecida. E, apesar da vasta opção de medicamentos disponíveis no mercado para o tratamento da depressão, metade dos pacientes não responde a terapia de primeira escolha, e 65% dos pacientes não alcançam a remissão dos sintomas com a utilização desses fármacos (HAMON; BLIER, 2013).
A hipótese monoaminérgica da depressão apresenta várias limitações quanto à compreensão dos mecanismos da doença. Existem diversos mecanismos adicionais, como
disfunção do eixo hipotálamo-pituitária-adrenal (HPA), neurodegeneração e alterações inflamatórias que estão associadas à patogênese das desordens de humor (MASSART; MONGEAU; LANFUMEY, 2012). Mais recentemente, foi descrito que mecanismos epigenéticos, como modificações de histonas e metilação do DNA podem afetar diversas vias levando a comportamentos tipo-depressivos em modelos animais (MASSART; MONGEAU; LANFUMEY, 2012).
Uma segunda hipótese para explicar a causa da depressão seria a hipótese do desbalanço das neurotrofinas. Essa hipótese baseia-se na observação de que o tratamento com antidepressivos aumenta o nível de proliferação neuronal hipocampal em adultos, produzindo uma gama de alterações neuroplásticas secundárias que levam a alterações transcricionais e traducionais regulando a plasticidade molecular e celular (SAIRANEN et al., 2005; PITTENGER; DUMAN, 2008; DUMAN, 2014). O principal achado dessa hipótese está na observação de que o tratamento com antidepressivos estimula a atividade neuronal e promove aumento da expressão do BDNF (do inglês Brain derived neutrophic factor) (RUSSO-NEUSTADT; CHEN, 2005).
Embora a depressão seja um sintoma comum de outras doenças crônicas e ocorra frequentemente na população idosa, evidências apontam que a depressão é mais frequente em pacientes com a DP do que em indivíduos da mesma faixa etária ou em pacientes com outras comorbidades (NILSSON et al., 2002; AARSLAND et al., 2012). A dificuldade de diferenciação entre os sintomas da depressão e da DP é muito comum na prática clínica, o que torna muito difícil o diagnóstico de ambas, devido à superposição dos sintomas da depressão e da DP. Sendo assim, o diagnóstico e o tratamento da depressão na DP representam importantes desafios para pesquisadores e médicos.
A depressão em pacientes com mais de 65 anos é mais complexa por sofrer influência de questões psicossociais, fatores genéticos e uso de diferentes medicamentos. Além disso, fatores que podem contribuir para a depressão em idosos incluem alterações cerebrais próprias do envelhecimento, como alterações funcionais em circuitos límbicos e subcorticais, atrofia do hipocampo, alterações na neurogênese e em fatores neurotróficos (como BDNF e GDNF, do inglês Glial cell-line
derived neurotrophic factor), além de doenças cerebrovasculares,
doença de Alzheimer, patologia de corpos de Lewy, estresse e outras co-morbidades como hipercolesterolemia, doenças inflamatórias e cardiovasculares (fig. 2) (AARSLAND et al., 2012).
A depressão é o transtorno psiquiátrico mais frequentemente associado à DP, afetando entre 35-40% dos pacientes (AARSLAND et al., 2012). Existe uma associação positiva entre a depressão e o risco subsequente de desenvolver a DP. Aproximadamente 25% dos pacientes com a DP sofrem de depressão antes de manifestarem os sintomas motores da doença (ALTHAUS et al., 2008). Diversos estudos apontam que a depressão pode agravar a evolução da DP (FRISINA; HAROUTUNIAN; LIBOW, 2009; KANDA et al., 2008). Em um estudo conduzido por Riedel e colaboradores (2010) demonstrou-se que a presença de depressão em pacientes com a DP reduz o grau de independência, refletindo na piora da qualidade de vida e do prognóstico desses indivíduos (RIEDEL et al., 2010).
A presença de sintomas depressivos em pacientes com a DP aumenta os custos diretos e indiretos de tratamento, além de contribuir para a redução da qualidade de vida do paciente. Estudos apontam que a depressão prejudica o prognóstico dos indivíduos parkinsonianos de maneira mais significativa do que os sintomas motores (AARSLAND et al., 2012; SUNG; NICHOLAS, 2013).
A depressão pode preceder o diagnóstico da DP em até 20 anos, mas a sua incidência cresce especialmente durante os 3-6 anos que antecedem o diagnóstico da DP. Estudos prévios têm demonstrado que pacientes deprimidos têm 2-3 vezes maior risco de desenvolver a DP do que os indivíduos sem depressão (TOLOSA; COMPTA; GAIG, 2007). Reforçando essa afirmação, um estudo demonstrou que o desenvolvimento da DP foi mais comum em pacientes que fizeram uso prévio de antidepressivos (ALONSO et al., 2009).
A hipótese de que fatores específicos relacionados à DP podem contribuir para o desenvolvimento da depressão é suportado pelo fato de que algumas alterações cerebrais relacionadas com a patogênese da DP, como os déficits monoaminérgicos e lesões em circuitos frontais e subcorticais, também estão associados à patogênese da depressão (fig. 2)
(LEES; HARDY; REVESZ, 2009; MATHEUS et al., 2016a, 2016b).
Figura 2: Sumário de fatores que podem influenciar o desenvolvimento da depressão na doença de Parkinson. FONTE:
adaptado de (AARSLAND et al., 2012).
O comprometimento da neurotransmissão dopaminérgica é tido como uma das possíveis causas da depressão associada à DP. Entretanto, além do déficit de DA, outros neurotransmissores também estão reduzidos, como a serotonina e a noradrenalina. Uma das hipóteses mais aceitas para explicar a fisiopatologia da depressão na DP é a da redução das aminas cerebrais (hipótese monoaminérgica) associada à hipótese psicogênica (como consequência das limitações motoras) e a redução do conteúdo de neurotrofinas no SNC (hipótese neurotrófica) (FFYTCHE et al., 2017; KANDA et al., 2008; SANTIAGO et al., 2016). Além da redução do conteúdo de monoaminas, alterações na transmissão colinérgica e glutamatérgica também estão relacionadas com a fisiopatologia da depressão na DP (AARSLAND et al., 2012; LINDGREN; DUNNETT, 2012; SANTIAGO et al., 2016).
A perda de energia e interesse, anedonia, dificuldade de tomar decisões, sentimento de tristeza, desamparo e distúrbio de sono REM (do inglês rapid eye movement) são alguns dos sintomas decorrentes da depressão mais comumente
Depressão na Doença de Parkinson Fatores genéticos Dor Alterações de função e disponibilidade em sistemas de neurotransmissão Depressão prévia Estresse psicosocial Neuroinflamação e alteração em fatores neurotróficos Deposição de corpos de Lewy em porções límbicas e corticais
observados. É comum o fato dos pacientes parkinsonianos se tornarem passivos ou retraídos, manifestando falta de iniciativa, respondendo lentamente aos questionamentos e com lentidão dos processos cognitivos (“bradifrenia”) (CHAUDHURI; HEALY; SCHAPIRA, 2006; DAUER; PRZEDBORSKI, 2003). Com frequência, os sinais da depressão são confundidos com os próprios sintomas da DP e negligenciados, por isso muitas vezes ela não é diagnosticada, o que prejudica ainda mais o tratamento do indivíduo e acelera o processo de declínio cognitivo e piora da qualidade de vida (FARABAUGH et al., 2009; LEENTJENS, 2003; PICCINNI et al., 2012). Mesmo quando diagnosticada, estima-se que apenas 25% dos pacientes recebem o tratamento antidepressivo efetivo (GALLAGHER; LEES; SCHRAG, 2010; HANGANU et al., 2014).
Os sintomas somáticos da depressão – perda de apetite, distúrbios do sono, lentificação motora, fadiga, perda de energia – podem também ser observados em pacientes com a DP sem a depressão, o que cria uma sobreposição de sintomas entre a depressão e a DP (SCHRAG, 2004; GALLAGHER; LEES; SCHRAG, 2010; HANGANU et al., 2014). Diferente da depressão maior, indivíduos com a DP apresentam mais disforia e irritabilidade, e menor sentimento de culpa e incidência de suicídio (SUNG; NICHOLAS, 2013).
Alguns estudos apontam que a neurobiologia da depressão associada à DP seria diferente da depressão maior (ou de qualquer outro transtorno de humor). Uma das pistas para o entendimento dessa diferença reside na falta de responsividade ao tratamento clássico com antidepressivos (50% dos pacientes são refratários aos antidepressivos clássicos). Em termos clínicos a depressão associada à DP tem obtido melhores índices terapêuticos quando tratada com o pramipexol, um agonista dopaminérgico, e a nortriptilina, um antidepressivo tricíclico (AARSLAND et al., 2012). Alguns estudos apontam que o tratamento mais eficiente para a depressão associada à DP consiste na associação de substâncias antidepressivas, com mecanismos de ação diferentes (HORTES CHAGAS; ALEXANDRE CRIPPA; TUMAS, 2011).
A depressão associada à DP pode ser estudada através de modelos animais, sendo que o comportamento do tipo depressivo já foi identificado nesses modelos baseado no uso de toxinas (SCHINTU; ZHANG; SVENNINGSSON, 2012). Em
roedores, a administração de neurotoxinas como a 6-hidroxidopamina (6-OHDA), o 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridina (MPTP) ou a rotenona induz comportamentos tipo depressivo no teste do nado forçado e no teste do consumo de sacarose (CASTRO et al., 2012, 2013; DRUI et al., 2014; SANTIAGO et al., 2010, 2016, TADAIESKY et al., 2008, 2010), desamparo aprendido (WINTER et al., 2007) e também no teste de suspensão pela cauda (MORI et al., 2005).
A tabela 1 apresenta os modelos animais da DP em que o comportamento do tipo depressivo já foi avaliado em roedores.
Tabela 1: Sumário de diferentes modelos animais da doença de
Parkinson em que comportamentos do tipo anedônico e do tipo depressivo foram avaliados.
Toxina Espécie Testes comportament ais avaliados Referência 6-OHDA Ratos Wistar, camundong os Swiss, camundong os C57BL/6 FST, desamparo aprendido, consumo de sacarose, teste da borrifada com sacarose (BRANCHI et al., 2008; ESKOW JAUNARAJS; GEORGE; BISHOP, 2012; MATHEUS et al., 2016a, 2016b; SANTIAGO et al., 2010; TADAIESKY et al., 2008; WINTER et al., 2007)
MPTP Ratos Wistar, camundong os Swiss, camundong os C57BL/6 FST, TST, consumo de sacarose, teste da borrifada com sacarose (CASTRO et al., 2013; MATHEUS et al., 2012a, 2012b; MORETTI et al., 2015; MORI et al., 2005; PREDIGER et al., 2010; SANTIAGO et al., 2010; VUCKOVIĆ et al., 2008) Rotenona Ratos Wistar FST, consumo de sacarose (SANTIAGO et al., 2010) Lipopolissacaríd eo Ratos Wistar FST, consumo de sacarose (BARR et al., 2003; DOBOS et al., 2012; SANTIAGO et al., 2010; ZHU et al., 2010) Reserpina Ratos Wistar FST, consumo de sacarose (BOLANDGHAM AT; MOGHIMI; IRANSHAHI, 2011; SKALISZ et al., 2002) Modelos genéticos Camundong os C57BL/6 FST, TST (PEREZ; PALMITER, 2005) Adaptado de (OSSOWSKA; LORENC-KOCI, 2013; SCHINTU; ZHANG; SVENNINGSSON, 2012). 6-OHDA: 6-hidroxidopamina, FST: do inglês
forced swimming test, MPTP: 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridina,
1.1.1.6 Diagnóstico e tratamentos
O diagnóstico clínico da DP é feito com base no aparecimento da tríade de sintomas: rigidez muscular, bradicinesia e tremor de repouso, além da boa resposta ao tratamento com L-DOPA. O diagnóstico definitivo da DP só é realizado por uma análise histopatológica realizada na autópsia. Uma das maiores limitações atuais sobre a DP é quanto ao seu diagnóstico, que somente é realizado quando o processo neurodegenerativo atinge estágios avançados, quando os pacientes começam a manifestar as alterações motoras. Essa característica pode ser responsável por explicar a baixa efetividade clínica de diversas substâncias com atividade neuroprotetora testadas para o tratamento da DP (JANKOVIC, 2008; POSTUMA; BERG, 2016).
O tratamento farmacológico da DP tem como foco principal restaurar a atividade dopaminérgica no SNC. Desde a década de 1960 ele é feito principalmente pela reposição dos níveis de DA com o uso do seu precursor de síntese, a L-DOPA. Adicionalmente, podem ser utilizados agonistas dos receptores dopaminérgicos (ex.: bromocriptina e pramipexol), inibidores das enzimas catecol-O-metiltransferase (COMT) e monoaminoxidase B (MAO-B) que impedem a metabolização da DA (ex.: entacapone e selegilina, respectivamente) normalmente associados à L-DOPA e drogas que aumentam a liberação de DA e/ou inibem a sua recaptação (ex.: amantadina, atualmente mais relacionado com o bloqueio de receptores NMDA). Além das substâncias com ação dopaminérgica, podem ser utilizados também os antagonistas dos receptores muscarínicos para a acetilcolina (ex.: biperideno) que aumentam a liberação de DA em terminais pré-sinápticos no estriado, auxiliando no restabelecimento temporário da neurotransmissão dopaminérgica (CONNOLLY; LANG, 2014; GIROUX, 2007).
Embora a terapia com L-DOPA continue sendo o “padrão ouro” e promova uma melhora temporária nos sintomas motores, ela não é capaz de impedir a progressão da doença, além de ocorrer uma redução na eficácia ao longo do tratamento crônico (ALLAIN; BENTUÉ-FERRER; AKWA, 2008). Ainda, o tratamento crônico da DP com a L-DOPA leva ao surgimento de um grande número de efeitos colaterais, incluindo movimentos involuntários anormais (discinesias), flutuações do tipo “liga-desliga”, psicoses,
entre outros (AHLSKOG; MUENTER, 2001; POEWE et al., 2017).
Os medicamentos disponíveis atualmente para o tratamento da DP são uma alternativa terapêutica meramente paliativa, restabelecendo temporariamente a função dopaminérgica no SNC, porém não apresentam nenhuma ação neuroprotetora comprovada sobre o processo neurodegenerativo (CONNOLLY; LANG, 2014; GIROUX, 2007). Em razão desta limitação, outros tratamentos vêm sendo investigados na tentativa de encontrar alternativas terapêuticas mais eficazes, como os antagonistas dos receptores para adenosina, antagonistas glutamatérgicos, agonistas serotonérgicos, antagonistas adrenérgicos, bloqueadores de canais de cálcio, agonistas dos receptores para o peptídeo 1 semelhante ao glucagon (GLP-1), quelantes de ferro, anti-inflamatórios, anti-oxidantes entre outros (STAYTE; VISSEL, 2014).
Um dos maiores desafios da prática clínica da DP é o controle dos sintomas não motores, visto que grande parte não responde ao tratamento farmacológico atual (CHAUDHURI; MARTINEZ-MARTIN, 2008). Desses fármacos mencionados anteriormente, apenas os agonistas dopaminérgicos apresentam certa eficácia sobre os sintomas não motores (LAURENCIN et al., 2016). Isso provavelmente se deve aos mecanismos de ação, que visam a melhorar apenas a transmissão dopaminérgica e não as demais vias envolvidas. Da mesma forma, para o tratamento da depressão na DP, fármacos antidepressivos como os inibidores seletivos da recaptação de serotonina (ISRS) e os antidepressivos tricíclicos nem sempre apresentam eficácia terapêutica satisfatória (AARSLAND et al., 2012).
Em decorrência desses fatores, muitos estudos têm sido desenvolvidos no intuito de investigar novas estratégias terapêuticas para atuar frente aos sintomas não motores da DP, principalmente a depressão.
1.1.2 Modelo animal para o estudo da doença de Parkinson
1.1.2.1 Hipótese da vetorização olfatória
O olfato, um sentido primário, desempenha um papel fundamental na vida de diversos organismos, devido a sua capacidade de perceber e distinguir milhares de odores e
detectar comida, predadores, parceiros e perigos (DOTY; KAMATH, 2014; DOTY; SHAMAN; DANN, 1984). Portanto, prejuízos na olfação impactam diretamente a qualidade de vida e as atividades rotineiras como segurança, apetite, nutrição e bem-estar físico e mental (BUGALHO et al., 2016; DOTY; KAMATH, 2014; WHITE; SADIKOT; DJORDJEVIC, 2016).
O ser humano está exposto continuamente a uma infinidade de xenobióticos (compostos estranhos ao organismo), presentes no ar, na água, nos alimentos, nas bebidas, nas roupas, em plásticos, cosméticos, pesticidas e herbicidas, além das emissões de gases veiculares e industriais. Essas substâncias podem entrar no organismo por diversas vias (epitelial, respiratória, digestiva), e apresentam-se em concentrações reduzidas na circulação sanguínea pela ação metabólica do fígado (DOTY, 2012; FREIRE; KOIFMAN, 2012). A barreira hematoencefálica (BHE) atua como um filtro de substâncias que atingem o SNC, porém sua função pode estar comprometida com o avanço da idade e por alterações neuropatológicas de algumas doenças, como a DP (BARTELS et al., 2008).
Muitos estudos estabeleceram uma relação entre o envelhecimento, doenças neurodegenerativas (ex.: DP, doença de Alzheimer, doença de Huntington) e disfunção olfatória (BUGALHO et al., 2016; DOTY; KAMATH, 2014; WHITE; SADIKOT; DJORDJEVIC, 2016). Braak e colaboradores (2003) demonstraram que o bulbo olfatório é uma das primeiras estruturas afetadas na DP, o que pode justificar a hiposmia apresentada precocemente pelos pacientes. A hiposmia e a anosmia estão entre os diversos sintomas não motores da DP (DOTY, 2012). Aproximadamente 90% dos indivíduos com a DP apresentam disfunção olfatória (HAEHNER et al., 2009).
Com base nessas observações, Richard Doty, em 1988, propôs a “Hipótese da Vetorização Olfatória”, que estabelece que xenobióticos atinjam o SNC através da sua entrada pela via olfatória, e exerçam seus efeitos tóxicos, levando ao surgimento de doenças psiquiátricas e neurológicas, como a DP (DOTY, 2008; DOTY; DEEMS; STELLAR, 1988). Essa hipótese da vetorização olfatória na DP é baseada na alta prevalência de disfunção olfatória entre os pacientes, nos mecanismos subjacentes do transporte do nariz para o cérebro e na exposição
dos indivíduos parkinsonianos a toxinas ambientais (DOTY, 2008).
A cavidade nasal está diretamente ligada ao SNC, e as substâncias administradas por essa via não sofrem ação do metabolismo hepático e não requerem atravessar a BHE para atingir o SNC. Trata-se de uma região de contato inicial entre as substâncias químicas e estruturas do SNC (para revisão ver SAMPAIO et al., 2017). A hipótese da vetorização olfatória da DP sugere que substâncias atingem o SNC através da via olfatória, induzindo diversos sintomas da DP (DOTY, 2008). De acordo com essa hipótese, a exposição a fatores de risco ambientais para a DP, como vírus, metais, solventes, herbicidas e pesticidas podem causar danos diretamente no sistema olfatório (DOTY, 2012). Ainda, neurotoxinas como o MPTP estão associadas à disfunção olfatória, comportamento do tipo-depressivo e prejuízos de memória e aprendizagem em roedores, após a sua administração intranasal (i.n.), suportando a hipótese da vetorização olfatória (PREDIGER et al., 2006).
A via de administração i.n. de substâncias é um método confiável e útil para a administração de medicamentos e toxinas com o objetivo de atingir o SNC (DHURIA; HANSON; FREY, 2010). O transporte de substâncias da via i.n. para o SNC é feito através de nervos, vasos sanguíneos, fluido cerebrospinal e o sistema linfático, que contornam os obstáculos impostos pela BHE (para revisão ver DHURIA; HANSON; FREY, 2010).
Apesar das diferenças relacionadas à espécie, estudos pré-clínicos utilizando a via i.n. são importantes, pois permitem uma melhor compreensão das vias e dos mecanismos responsáveis pelo transporte da cavidade nasal ao SNC, bem como tornam possível compreender as alterações bioquímicas e comportamentais após a administração i.n. dessas neurotoxinas. Nesse sentido se encaixa o modelo animal da DP utilizado nesse trabalho, através da administração i.n. de MPTP, uma pró-neurotoxina, capaz de induzir a morte de neurônios catecolaminérgicos (PREDIGER et al., 2011; SAMPAIO et al., 2017).
O MPTP foi identificado no início dos anos 1980, quando um grupo de dependentes de heroína na faixa etária dos 20-35 anos foi hospitalizado com imobilidade corporal severa após o uso intravenoso de 1-metil-4-fenil-4-propionato de piperidina (MPPP) (LANGSTON et al., 1983). O neurologista William
