Possible interaction between endocannabinoid, glutamatergic and nitrergic systems into the mvPFC in the modulation of emotional / behavioral response to stress

Receptores CB1 e TRPV1 desempenham papéis opostos na modulação da atividade neuronal e, possivelmente, na regulação da resposta ao estresse. A exposição ao estresse reduz a neurotransmissão mediada por receptores CB1, enquanto que a facilitação do sistema endocanabinóide produz efeito tipoantidepressivo. Por outro lado, estudos farmacológicos e de manipulação genética apontam que a diminuição da sinalização mediada por receptores TRPV1 produz efeito tipo-antidepressivo em modelos animais. Evidências científicas apontam que a modulação da neurotransmissão glutamatérgica, dependente de receptores NMDA, esteja envolvida em respostas mediadas por CB1 e TRPV1. Ambos os receptores são amplamente expressos em estruturas cerebrais envolvidas na resposta emocional, incluindo o córtex pré-frontal medial ventral (CPFmv), o que aponta para essa estrutura como importante alvo para os efeitos mediados por receptores CB1, TRPV1 e NMDA. Entretanto, pouco se sabe sobre a interação entre CB1 e TRPV1 corticais na resposta ao estresse. Dessa forma, avaliamos se receptores CB1 e TRPV1 localizados no CPFmv-pré-límbico (PL) podem contribuir, de maneiras opostas, para as mudanças comportamentais induzidas pelo estresse do teste do nado forçado (TNF), um teste preditivo de efeito tipo-antidepressivo. Em um primeiro grupo experimental observou-se que a AEA induz efeito tipo-antidepressivo com uma curva dose-resposta em U, quando administrada no CPFmv-PL. Além disso, o efeito tipo-antidepressivo da AEA foi prevenido pela pré-administração de AM251, um antagonista para receptores CB1. Por outro lado, a maior dose de AEA, que não induz efeito per se, produziu efeito tipo-antidepressivo quando combinada ao bloqueio de receptores TRPV1 por meio do pré-tratamento com SB366791. Corroborando estes dados, observou-se que a administração intra-CPFmv-PL de um bloqueador dual da enzima FAAH e de receptores TRPV1 (AA-5HT), induziu efeito tipo-antidepressivo no teste do nado forçado. Além disso, a administração do inibidor da FAAH (URB597) e do antagonista de receptores TRPV1 (SB366791), em grupos independentes de animais, reduziu o tempo de imobilidade no teste do nado forçado. Ademais, a coadministração de doses subefetivas de URB597 e SB366791 reduziu o tempo de imobilidade no mesmo teste comportamental, evidenciando somação de efeito do bloqueio combinado da FAAH com receptores TRPV1. Em conjunto, esses ii resultados indicam que tanto a facilitação da neurotransmissão mediada por CB1R quanto o bloqueio de TRPV1R no CPFmv-PL promove efeito tipo-antidepressivo, sugerindo que ambos os receptores corticais são importantes na modulação de respostas comportamentais ao estresse e, possivelmente, na neurobiologia da depressão, porém de maneiras opostas. Buscando elucidar os mecanismos pelos quais a AEA, através da ativação de CB1R e TRPV1R, promove seus efeitos comportamentais, o envolvimento da das neurotransmissões glutamatérgica e nitrérgica nos efeitos induzidos pela AEA foi investigado. Nossos resultados demonstraram que a administração de antagonista de receptores glutamatérgicos do tipo NMDA (LY235959) e de inibidor da nNOS (NPA) induziram efeito tipoantidepressivo no teste do nado forçado quando administrados intra-CPFmv-PL. Além disso, a coadministração de doses subefetivas do antagonista NMDA (LY366791) e da AEA intra-CPFmv-PL, induziu efeito tipo-antidepressivo no TNF, mostrando um efeito aditivo da administração conjunta das drogas. Esse resultado sugere que o efeito tipo-antidepressivo da AEA seja facilitado pela inibição da neurotransmissão glutamatérgica mediada por NMDA. Em conjunto, os resultados do presente trabalho indicam um envolvimento de CB1 e TRPV1 do CPFmv-PL na modulação da resposta comportamental ao estresse do nado forçado, porém de maneira contrária. Além disso, o efeito tipo-antidepressivo da AEA parece envolver a diminuição da neurotransmissão glutamatérgica mediada por NMDAR.CB1 and TRPV1 receptors play opposite roles in the modulation of neuronal activity and, possibly, in the regulation of the stress response. Exposure to stress attenuates CB1 receptor-mediated neurotransmission, while facilitation of the endocannabonoid system produces antidepressant-like effects. On the other hand, genetic and pharmacological blockade of TRPV1 receptor signalling produces antidepressant-like effect in animal models. Scientific evidence suggests NMDA receptor-mediated glutamatergic neurotransmission might be involved in responses mediated by CB1 and TRPV1. Both receptors are widely expressed in brain structures involved in the emotional response, including the ventral medial prefrontal cortex (CPFmv), which points to this structure as an important target to the effects triggered by CB1 and TRPV1. However, little is known about the interaction between cortical CB1 and TRPV1 in response to stress. Therefore, we evaluated whether CB1 and TRPV1 receptors of the vmPFC-PL may contribute, in opposite ways, to stress-induced behavioral changes in the forced swimming test (FST), a predictive test of antidepressant-like effect. In a first experimental group it was observed that AEA induces antidepressant-like effect with a U shape dose-response curve, when administered in the vmPFC-PL. In addition, the antidepressant-like effect of AEA was prevented by pre-administration with AM251, a CB1 receptor antagonist. On the other hand, the higher dose of AEA, which does not induce effect per se, produced an antidepressant-like effect when combined with TRPV1 receptor blockade with SB366791. Corroborating these data, intra-vmPFC-PL administration of a dual blocker of the FAAH enzyme and TRPV1 receptors (AA-5HT), induced antidepressant-like effect in the forced swimming test. In addition, administration of FAAH inhibitor (URB597) and TRPV1 receptor antagonist (SB366791) in independent groups of animals reduced the immobility time in the forced swimming test. Furthermore, co-administration of URB597 and SB366791, in sub-effective doses, reduced the immobility time in the same behavioral test, evidencing synergism of the combined blockade of FAAH with TRPV1 receptors. Taken together, these results indicate that both facilitation of CB1R-mediated neurotransmission and blockade of TRPV1R in vmPFC-PL promotes antidepressantlike effect, suggesting that both cortical receptors are important in modulating iv behavioral responses to stress and possibly in the neurobiology of depression, but in opposite ways. Aiming to elucidate the mechanisms by which AEA, through the activation of CB1R and TRPV1R, promotes its behavioral effects, the involvement of the possible modulation of glutamatergic and nitrergic neurotransmissions by AEA was investigated. Our results demonstrated that administration of NMDA receptor antagonist (LY235959) and nNOS inhibitor (NPA) induced antidepressant-like effect in the forced swimming test when administered intra-CPFmv-PL. In addition, coadministration of NMDA antagonist (LY366791) and AEA intra-CPFmvPL, in subeffective doses, induced antidepressant-like effect in the FST, showing a synergistic effect of these drugs. This result suggests that the antidepressant-like effect of AEA might involve attenuation of cortical NMDA-mediated glutamatergic neurotransmission. Taken together, results of the present study indicate an opposite involvement for CB1 and TRPV1 receptors in the behavioral responses elicited by forced swimming stress. Furthermore, the antidepressant-like effect of AEA probably involves the attenuation of NMDAR-mediated glutamatergic neurotransmission