Evaluation of central nervous system lesions in aged dogs: histological and immunohistochemical characterization

O presente estudo compreende a avaliação das lesões histológicas e da deposição de beta-amiloide (Aβ) que ocorrem no sistema nervoso central (SNC) de cães idosos. A espécie canina tem sido utilizada como modelo animal para o estudo das doenças de humanos em que ocorre a deposição de Aβ no encéfalo, tais como a doença de Alzheimer e a angiopatia amiloide cerebral (CAA). Entretanto, muitos aspectos da deposição de Aβ no encéfalo de cães ainda são desconhecidos. Na primeira parte do estudo, é descrito um caso de doença vascular encefálica em um cão senil, de 16 anos de idade, associada a áreas de infarto agudas, sub-agudas e crônicas, além de áreas de hemorragia, com deposição da proteína precursora de beta-amiloide nos vasos do encéfalo, o que caracteriza a CAA. Em cães, diferentemente de humanos, ainda não existe uma clara associação entre CAA e hemorragias e infartos no encéfalo. Portanto, o presente caso, demonstra a ocorrência concomitante da CAA e de infartos e hemorragia no encéfalo de um cão idoso. Na segunda parte, o estudo teve como objetivo avaliar as alterações histológicas associadas à senilidade em cães, bem como avaliar a deposição de Aβ, por imuno-histoquímica, em diferentes áreas do encéfalo de cães idosos de diferentes raças, tanto no neurópilo, como na parede de vasos no neurópilo da substância cinzenta e em vasos leptomeníngeos. Na avaliação histológica, os principais achados foram perda e degeneração neuronais, gliose difusa, depósitos de lipofuscina e neuromelanina em neurônios, e micro-hemorragias perivasculares, achados estes compatíveis com as alterações encontradas em cães idosos. A proteína Aβ foi detectada tanto sob a forma de placas senis no neurópilo da substância cinzenta, como na parede de vasos leptomeníngeos e do neurópilo nos cães senis. Considerando toda a população analisada, houve uma correlação positiva entre o aumento da idade e a deposição de Aβ no SNC de cães, tanto sob a forma de placas como na parede dos vasos. Porém não houve correlação entre a área de deposição de Aβ sob a forma de placas e a idade, em cães a partir de 8 anos. Diferentemente, na CAA, houve correlação positiva entre a área de deposição de Aβ com o aumento da idade, mesmo no grupo de cães com acima de 8 anos de idade. A CAA estava associada à ocorrência de micro-hemorragias perivasculares no encéfalo, sendo que os cães com CAA possuem nove vezes mais chances de apresentarem micro-hemorragias, quando comparados àqueles que não apresentam CAA. Não houve diferença na área de deposição de Aβ tanto sob a forma de placas, como em vasos, entre os córtices frontal, temporal e occipital. Em conclusão, o presente estudo demonstrou que a deposição de Aβ, sob a forma de placas senis ou CAA é extremamente heterogênea em cães de diferentes raças e portes. Apesar de várias características da doença em cães serem semelhantes àquelas em observadas em humanos, a escolha da raça e porte para utilização como modelo animal pode interferir no padrão de deposição de Aβ no encéfalo.The present study comprises the evaluation of histological lesions and beta-amyloid (Aβ) deposition in the central nervous system (CNS) of aged dogs. Canine species has been used as an animal model for the study of human diseases in which there is Aβ deposition within the brain, such as Alzheimer´s disease and cerebral amyloid angiopathy (CAA). However, many aspects of Aβ deposition in the brain of dogs remain unknown. In the first part of the study, a case of a cerebrovascular disease in a 16-year-old dog, associated with acute, subacute and chronic areas of infarcts, and hemorrhages with deposition of amyloid precursor protein in brain vessels, which characterizes CAA, is described. In dogs, differently from humans, until now, there is not a clear association between CAA and brain infarcts and hemorrhages. Therefore, the case presented here, demonstrates the concomitant occurrence of CAA and infarcts and hemorrhages in the brain of an aged dog. In the second part, the aim of the study was to evaluate the histological lesions associated with aging in dogs, as well as to evaluate Aβ deposition by immunohistochemistry in distinct brain areas in aged dogs of different breeds, within the neuropil of gray matter and within vessels walls of neuropil and leptomeningeal vessels. Histologically, the main findings included degeneration and neuronal loss, diffuse gliosis, lipofuscin and neuromelanin deposits within neurons, and perivascular micro-hemorrhages, which are compatible to those found in aged dogs. Aβ was detected both as senile plaques within the neuropil of gray matter, as well as within the wall of vessels from the leptomeninges and neuropil of aged dogs. Considering the entire analyzed population, there was a positive correlation between aging and Aβ deposition in the CNS of dogs, both in the form of senile plaques and within vessels. However, there was no correlation between the area of Aβ plaque deposition and aging, when considering the group of dogs older than 8 years. Differently, in CAA, there was a positive correlation between Aβ area and aging in the group of dogs older than 8 years. CAA was associated with the occurrence of perivascular micro-hemorrhages in the brain of aged dogs, and dogs with CAA had nine times more chances to develop micro-hemorrhages when compared to dogs without CAA. There wasn´t a statistically difference of Aβ plaque or vessel deposition between frontal, temporal or occipital cortex. In conclusion, the present study demonstrated that Aβ deposition in form of senile plaques or within vessels are heterogenous in dogs of different breeds and sizes. Despite that many features of Aβ deposition in dogs are similar to those observed in humans, the choice of breed and dog size to be used as an animal model can interfere in the pattern of Aβ deposition within the brain