Evaluation of hippocampal neurogenic niche of male mice genetically modified to not express either a pro-inflammatory (iNOS) or antiinflammatory (IL-10) mediator under chronic stress conditions

As consequências comportamentais após exposição estresse crônico imprevisível (CUS) tem sido associado a um desbalanço neuroimune, a qual em última instância parece interferir no processo de neurogênese hipocampal adulta (AHN). Diante disso, avaliamos as consequências comportamentais e neurogênicas após exposição ao protocolo de 21 dias de CUS de animais com ablação genética total de importantes mediadores de respostas pró ou antiinflamatórias, a enzima óxido nítrico sintase induzível (iNOS) ou a interleucina-10 (IL-10), respectivamente. Em direção oposta à nossa hipótese inicial, animais iNOS knockout (KO) apresentavam alterações comportamentais as quais não eram afetadas após exposição ao CUS. Curiosamente, o fenótipo comportamental observado não era decorrente de alterações nas micróglias presente no nicho neurogênico, e embora o processo de AHN mostra-se reduzido nos animais iNOS KO, esse não era alterado após exposição ao CUS. Diante disso, posteriormente investigamos se um estímulo pró-neurogênico, a administração repetida de escitalopram, recuperaria a capacidade neurogênica de animais iNOS KO. Curiosamente, este protocolo não foi capaz de promover alterações comportamentais e neurogênicas em animais iNOS KO. Por fim, decidimos investigar se outros mecanismos poderiam explicar o fenótipo observado em animais iNOS KO. Para isso, avaliamos os níveis de FOSB (um marcador de atividade neuronal) e de interneurônios parvalbumina-positivos (PV) no córtex pré-frontal medial (mPFC). Embora não tenhamos observados alterações na densidade de PV ou alterações em seu recrutamento, observamos que a porção pré-límbica (PrL), mas não infra-límbica (IL), do mPFC era mais recrutada em animais iNOS KO. Nossos resultados sugerem que a enzima iNOS parece ser essencial para a sobrevivência de novos neurônios. Ademais, a ausência desta enzima resulta em maior recrutamento do PrL. Paralelamente, observamos que animais IL-10 KO apresentavam alterações comportamentais paralelas as observadas em animais WT. Ademais, observamos que a densidade de neuroblastos nestes animais encontrava-se reduzida, sendo este fenômeno não exacerbado após exposição ao CUS. Esses resultados fazem paralelo e auxiliam na compreensão do fenótipo comportamental observado, sendo associado ao comportamento tipo-ansioso a redução na AHN observada e a maior atividade do PrL a resposta de enfrentamento ativo.The behavioral effects promoted by chronic unpredictable stress (CUS) has been associated with a neuroimmune imbalance, that may disturb the adult hippocampal neurogenesis (AHN). In this sense, we evaluated the behavioral and neurogenic consequences of 21 days CUS exposure on mice lacking either an important pro- or anti-inflammatory mediator, inducible nitric oxide synthase (iNOS) or interleukin-10 (IL-10), respectively. Contrary to our initial hypothesis, iNOS KO mice presented behavioral alterations that were not altered by CUS, and this phenotype was not associated with microglial alterations. Although the AHN was basally reduced on iNOS KO mice, CUS had no further effect. Next, we evaluated whether a proneurogenic stimulus, escitalopram chronic treatment, would rescues the impaired AHN observed on iNOS KO mice. Curiously, this protocol was ineffective to induce any behavioral or neurogenic changes on iNOS KO mice. Finally, in order to further address the possible mechanism responsible for the iNOS KO mice phenotype, we evaluated the FOSB (neuronal activity marker) and parvalbumine-positive (PV) interneurons on the medial prefrontal cortex (mPFC). Although we did not observed alterations on PV cell density or their recruitment, we found that the prelimbic (PrL) mPFC, but not infralimbic (IL) mPFC, was more activated on iNOS KO mice. Our results suggests that iNOS seems to be essential for the maturation and survival of adult newborn neurons. Also, the absence of iNOS seem to facilitate PrL recruitment. In parallel, we observed that IL-10 KO mice had behavioral alteration that paralleled those observed on WT mice. Besides, we observed a reduced density of neuroblast that was not further decreased by CUS. These results parallel the behavioral phenotype observed, for instance while the reduced AHN may contribute to the anxiogenic-like phenotype observed on iNOS KO mice, the PrL may be responsible for their active coping response