Involvement of different subregions of the dorsal raphe nucleus in the anti-panic action mechanism of antidepressant drugs

Diversas evidências indicam que o núcleo dorsal da rafe (NDR), principal fonte de inervação serotonérgica para estruturas límbicas, é uma estrutura heterogênea composta por populações de neurônios serotonérgicos anatômica e funcionalmente distintas, as quais têm sido diferentemente implicadas na fisiopatologia dos transtornos de ansiedade, como o transtorno do pânico. Fármacos antidepressivos são a primeira escolha para o tratamento de tais transtornos e o atraso para a manifestação dos efeitos terapêuticos desses fármacos tem sido, consistentemente, associado a alterações na neurotransmissão serotonérgica. Entretanto, ainda é desconhecido se estas alterações podem ser heterogêneas entre as diferentes sub-regiões do NDR e é este o foco de investigação do presente estudo. Inicialmente, foi investigado o perfil de ativação neuronal das diferentes sub-regiões do NDR, através da avaliação da expressão de proteína Fos, em ratos submetidos à tarefa de fuga no modelo do labirinto em T elevado, após administração aguda ou crônica com a fluoxetina ou a imipramina. Nestes mesmos animais, foram também avaliado o número de células triptofano hidroxilase positivas. Para fins comparativos, o efeito do tratamento com a imipramina em animais submetidos à esquiva inibitória também foi avaliado. A análise imunoistoquímica indicou que a tarefa de fuga promoveu um aumento na expressão da proteína Fos em neurônios nãoserotonérgicos localizados na sub-região das asas laterais do NDR. Efeito este que não foi observado em animais tratados cronicamente com a fluoxetina e a imipramina. Além disso, o tratamento prolongado com a fluoxetina, mas não com a imipramina, foi capaz de aumentar a ativação de neurônios serotonérgicos nesta mesma sub-região. Diferente do que foi observado na tarefa de fuga, a tarefa de esquiva inibitória promoveu um aumento na ativação de neurônios serotonérgicos nas sub-regiões DRC, DRD e DRV. Perfil que não foi observado nos grupos aguda e cronicamente tratados com imipramina. Além disso, somente o tratamento prolongado com a imipramina promoveu uma diminuição no recrutamento de neurônios não-serotonérgicos em diversas sub-regiões do NDR. Diante do resultado imunoistoquímico observado no experimento com a fluoxetina, avaliamos a participação dos autorreceptores 5-HT1A das asas laterais no efeito observado. Através da técnica whole-cell patch clamp, em uma linhagem de camundongos transgênicos que apresenta neurônios serotonérgicos fluorescentes, foi avaliada a responsividade destes receptores após o tratamento com a fluoxetina. Os resultados indicam que os animais tratados cronicamente com fluoxetina apresentam aumento na excitabilidade basal com diminuída sensibilidade ao agonista de receptores 5-HT1A, 8-OHDPAT. Assim, é possível sugerir que o efeito antipânico da fluoxetina administrada cronicamente parece estar relacionado com uma redução na ativação de neurônios não-serotonérgicos e um aumento no recrutamento de neurônios serotonérgicos localizados nas asas laterais, sendo que esta última pode ser explicada pela dessensibilização dos autorreceptores 5-HT1A. Com relação à imipramina, é possível sugerir que o efeito panicolítico promovido pelo tratamento prolongado pode ser devido à diminuição no recrutamento de neurônios não-serotonérgicos das asas laterais. Já para o efeito ansiolítico, tanto a diminuição no recrutamento de neurônios não-serotonérgicos em diferentes sub-regiões do NDR, quanto a diminuição na ativação de neurônios serotonérgicos no DRC, DRD e DRV parecem estar envolvidas.A wealth of evidence indicates that the dorsal raphe nucleus (DR) is a heterogeneous structure, composed of anatomically and functionally distinct populations of serotonergic neurons, which have been differently implicated in the pathophysiology of anxiety, such as panic disorder. Antidepressant drugs are the first choice in treatment of anxiety disorders, and the delay for the therapeutic effect have consistently been associated with changes in serotonergic neurotransmission within the DR. However, it is unknown whether these alterations can be heterogeneous among the different subregions of the DR, and this is the focus of investigation of the present study. First, it was investigated the profile of neuronal activation of different subregions of the DR - by using the evaluation of Fos protein expression of rats exposed to the escape task in the elevated T-maze test, after acute or chronic administration of fluoxetine or imipramine. In the same animals, it was also investigated the number of positive triptophan hidroxylasis cells. For comparative reasons, it was evaluated the behavioral and immunohistochemical effects of imipramine treatment on inhibitory avoidance acquisition in the elevated T-maze, a response associated with anxiety. The results of the immunohistochemical analysis indicated that animals exposed to escape behavior exhibited higher expression of Fos protein in non-serotonergic neurons in the DR lateral wings. This effect was not observed in fluoxetine or imipramine chronically treated animals. Moreover, chronic treatment with fluoxetine, but not imipramine, was able to increase the activation of serotonergic neurons on this subregion. On the other hand, the inhibitory avoidance task promoted an increase in the activation of serotonergic neurons in the sub-regions DRC, DRD, and DRV. This profile was not observed after acute or chronic treatment with imipramine. Additionally, only the long-term treatment with imipramine showed a decrease in the activation of non-serotonergic neurons in different subregions of the DR. Based on the results obtained with fluoxetine experiment, we evaluated the role of the 5-HT1A autoreceptors located in the lateral wings. For this, we used the whole-cell patch clamp technique in a transgenic mouse line, which exhibit fluorescence in serotonergic neurons. The results indicate that the animals treated chronically with fluoxetine presented an increase in the basal excitability, with lower responsivity to the 5-HT1A agonist - 8-OH-DPAT. Altogether, the results suggest that the anti-panic effect caused by chronic fluoxetine treatment is associated with a reduction in the activation of non-serotonergic neurons, and an increase in the recruitment of non-serotonergic neurons in lateral wings. This last observation seems to be related to a 5-HT1A autoreceptor desensitization in the lateral wings. Regarding imipramine, this panicolytic effect caused by chronic administration of this drug seems to be related to a decreased activation of the non-serotonergic neurons in the lateral wings. Finally, the anxiolytic effect, of imipramine may be associated to a decrease in the recruitment of non-serotonergic neurons in different DR subregions, allied with a decreased activation of serotonergic neurons in the DRC, DRD and DRV