Avaliação dos mecanismos de ação da metformina sobre os processos de neuroinflamação, neurodegeneração e cognição em modelo de encefalopatia diabética

Abstract

No cérebro, a diabetes pode causar alterações de memória, inflamação e ainda aumentar a expressão dos marcadores da Doença de Alzheimer, pTau e β amiloide. A metformina é um fármaco hipoglicemiante ativador de AMPK. Esse fármaco ainda possui potencial anti-inflamatório e melhora a neurogênese. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos da metformina sobre a memória de longo prazo/prejuízo de aprendizado, sobre os marcadores da doença de Alzheimer em camundongos diabéticos e avaliar possíveis mecanismos. Foram utilizados 40 camundongos machos Swiss Webster distribuídos nos grupos experimentais: controle, estreptozotocina (STZ), STZ tratado com metformina na dose 100 mg/Kg (M100) e STZ tratado com metformina na dose de 200 mg/Kg (M200). A diabetes foi induzida com estreptozotocina. Após a confirmação da diabetes, os tratamentos com cloridrato de metformina por nove semanas foram iniciados. O peso e glicemia foram acompanhados semanalmente. Na última semana de tratamento, os animais foram submetidos ao teste de memória Barnes Maze, então foram eutanasiados. O soro foi coletado para dosagem de óxido nítrico e os cérebros processados para dosagem de óxido nítrico, imunoistoquímica, imunofluorêscencia e Western Blot. Os animais dos grupos STZ, M100 e M200 tiveram redução significativa de peso e elevação da glicemia de jejum durante todo o tratamento. Os animais do grupo STZ tiveram aumento significativo do tempo gasto para encontrar a caixa alvo no labirinto de Barnes, enquanto o grupo M200 reduziu significativamente o tempo gasto para encontrar a caixa alvo. A dosagem de óxido nítrico pelo método de Greiss no soro e no hemisfério cerebral mostrou significativa elevação dos níveis de nitrito no grupo STZ e redução no grupo M200. A imunoistoquímica para GFAP foi significativamente elevada no grupo STZ e reduzida no grupo M200 nas áreas do giro denteado e CA1. A imunofluorescência indicou aumento de p-Tau nas áreas do hipocampo e corpo caloso do grupo STZ e redução significativa no grupo M200. Ainda pela imunofluorescência, a diabetes reduziu a p-CREB e aumentou a formação de placas β amiloide no córtex cerebral, enquanto o tratamento com 200 mg/kg de metformina reverteu essas alterações. Quanto à expressão das proteínas avaliadas por Western Blot houve redução significativa da expressão das proteínas pAMPK e p-Akt no grupo STZ e aumento significativo no grupo M200, apenas na expressão de p-Akt. A expressão das proteínas pTAU, pERK, pGSK3, iNOS, nNOS, PARP, Citocromo C, IL-1 e GluN2A foram significativamente elevados no grupo STZ e reduzidos no grupo M200, exceto a expressão de IL-1, sem redução significativa, e a expressão de nNOS, a qual permaneceu elevada. A expressão de eNOS foi significativamente aumentada apenas no grupo M200 e a expressão de PI3K, GluA1, GluA2 e GluN1 não foi alterada em nenhum dos grupos experimentais. Em conclusão, o tratamento com metformina contribuiu para a melhora da memória espacial em camundongos diabéticos que pode ser atribuída aos efeitos da metformina sobre a redução da fosforilação de Tau, redução da produção de óxido nítrico, modulação da expressão das sintases de óxido nítrico (eNOS, iNOS e nNOS) e pela redução da morte neuronal.