Vias de sinalização implicadas no efeito tipo-antidepressivo induzido pela administração aguda de creatina e cetamina em um modelo de depressão

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2013.A creatina é um composto sintetizado endogenamente e também obtido pela dieta, intimamente relacionado com o metabolismo energético muscular e cerebral que possui efeito anti-excitotóxico, antioxidante e neuroprotetor, além de apresentar atividade antidepressiva em estudos pré-clínicos e clínicos. O tratamento da depressão ainda é desafiador tendo em vista as limitações dos fármacos atualmente disponíveis no mercado. Uma nova estratégia para o tratamento da depressão refratária a tratamentos convencionais consiste na utilização de cetamina, um antagonista de receptores NMDA que age de forma rápida e eficiente. Este estudo investigou em camundongos Swiss, de forma comparativa, os efeitos antidepressivos da creatina e da cetamina e a participação da via PI3K/Akt/mTOR neste efeito. Para isso, utilizamos um modelo de indução de comportamento tipo-depressivo por meio da administração crônica de corticosterona nesses animais. A administração oral de corticosterona (20 mg/kg, p.o.) por 21 dias, mas não por 7 e 14 dias, promoveu um aumento no tempo de imobilidade dos animais no teste de suspensão pela cauda (TSC) e uma diminuição no tempo de comportamento de auto-limpeza no teste de borrifagem de sacarose (splash teste), caracterizando um comportamento tipo-depressivo. O aumento no tempo de imobilidade no TSC induzido pelo modelo de depressão foi revertido pelo tratamento com creatina (10 mg/kg, p.o.) e por cetamina (1 mg/kg, i.p.), mas não por fluoxetina (10 mg/kg, p.o.), quando administradas uma única vez, 24 horas após a última administração de corticosterona. Adicionalmente, os animais submetidos ao modelo de depressão apresentaram uma redução naconcentração sérica de corticosterona comparado ao grupo controle sendo que este parâmetro não foi alterado pelo tratamento com creatina (10 mg/kg, p.o.) ou cetamina (1 mg/kg, i.p.). Adicionalmente foi demonstrado que o tratamento dos camundongos com wortmanina (um inibidor irreversível de PI3K, 0,1 µg/sítio, i.c.v.), ou rapamicina (um inibidor de mTOR, 0,2 nmol/sítio, i.c.v.), reverteram o efeito anti-imobilidade da creatina (10 mg/kg, p.o.) e da cetamina (1 mg/kg, i.p.) no TSC, tanto em animais submetidos ao modelo de depressão, quanto nos animais tratados com veículo. Nenhuma alteração locomotora dos animais foi observada no teste do campo aberto, em nenhum dos grupos experimentais. Adicionalmente investigamos o efeito da creatina e da cetamina sobre os níveis de mTOR fosforilada e total no hipocampo. Tanto os animais tratados com creatina (10 mg/kg, p.o.) quanto os animais tratados com cetamina (1 mg/kg, i.p.) apresentaram um aumento no imunoconteúdo de p-mTOR (Ser2481), tanto nos grupos experimentais submetidos ao tratamento crônico com corticosterona, quanto nos grupos controle. O conjunto de resultados indica que a creatina compartilha com a cetamina um efeito tipo-antidepressivo agudo em um modelo animal de depressão classicamente responsivo apenas à administração crônica de antidepressivos. Esse efeito parece ser mediado pela ativação da via de sinalização mediada por PI3K/Akt/mTOR. Dessa maneira pode-se sugerir que a creatina pode constituir uma alternativa terapêutica de efeito antidepressivo rápido, com efeitos adversos menos pronunciados quando comparada com a cetamina, para o tratamento da depressão associada ao estresse. <br>Abstract : Creatine is an endogenous compound synthetized either by our organism or obtained by the diet that plays a key role in muscle and brain energetic metabolism. Besides possessing antiexcitotoxic, antioxidant and neuroprotective properties, it has antidepressant effects in preclinical and clinical studies. The management of depression still represents a challenge, especially due to the limitations of the therapeutic options available in the market. Ketamine, an antagonist of NMDA receptors, has been succesfully used as a novel strategy for the treatment of refractory depression, producing rapid and efficient remission. This study investigated the antidepressant effects of creatine, compared with ketamine and the involvement of PI3K/Akt/mTOR pathway in their effects in a model of depression induced by the chronic administration of corticosterone in Swiss mice. The oral administration of corticosterone (20 mg/kg, p.o.) for 21 days, but not for 7 or 14 days caused an increased immobility time in the tail suspension test (TST) and a reduction in the time spent grooming in the splash test, indicative of a depressive-like behavior. The increased immobility time induced by the depression model was reversed by either creatine (10 mg/kg, p.o.) or ketamine (1 mg/kg, i.p.) treatment, but not by a single dose of fluoxetine (10 mg/kg, p.o.), administered once, 24 h after the last administration of corticosterone. Additionally, mice submitted to the depression model presented a reduction on the serum corticosterone levels as compared to the control group. This parameter was not altered neither by creatine nor ketamine treatment. Moreover, treatment of mice with either wortmannin (irreversible PI3K inhibitor, 0.1 µg/site, i.c.v.), orrapamycin (mTOR inhibitor, 0.2 nmol/site, i.c.v.), abolished the anti-immobility effect of creatine (10 mg/kg, p.o.) and ketamine (1 mg/kg, i.p.) in the TST both in mice submitted to chronic administration of corticosterone and in control mice. None of the treatments caused any alteration in the locomotor activity of mice in the open-field test. Additionally, the effects of creatine and ketamine on the levels and phosphorylation of mTOR were investigated. The immunocontent of p-mTOR (Ser2481) was increased both in mice treated with creatine (10 mg/kg, p.o.) and ketamine (1 mg/kg, i.p.) from corticosterone and vehicle groups. Altogether, the results indicate that creatine shares with ketamine the ability to acutely reverse the depressive-like behavior induced by a model of depression that does not respond to acute fluoxetine administration in mice. This effect seems to be mediated by the activation of PI3K/Akt/mTOR signaling. Therefore, it may be suggested that creatine might be a novel antidepressant compound with a robust and rapid onset of action, comparable to ketamine due devoid of its strong psychotropic effects