O fator de crescimento neuronal na infecção por Schistosoma mansoni: estudo molecular, imunoenzimático e morfométrico em modelo permissível e não permissível à infecção

A esquistossomose é uma doença tropical causada, principalmente, pelo trematódeo Schistosoma mansoni, sendo que sua ocorrência afeta, mundialmente, 110 milhões de pessoas. A deposição dos ovos do parasita pode ocorrer, de forma ectópica, no sistema nervoso central (SNC) o qual leva à formação de granulomas com consequente produção do Fator de Crescimento Neuronal (NGF). Uma vez que muitos estudos demonstram a importância do NGF no desenvolvimento das vias corticais visuais, nosso estudo visou avaliar a possível alteração dos níveis de NGF no sistema visual assim como o impacto deste sobre a morfologia de células piramidais em dois modelos animais. A alteração na concentração do fator de crescimento assim como a morfometria neuronal foram avaliadas em animais permissíveis (camundongos) e não permissíveis (ratos) à infecção. Foram utilizados 174 ratos (Hooded Lister) e 135 camundongos albinos criados e mantidos em gaiolas e alimentados ad libitum. Esses animais foram inoculados, logo após o nascimento, com 50 cercárias. Setenta e sete ratos e 73 camundongos foram inoculados com solução salina e constituíram o grupo controle do estudo. Os períodos de infecção abrangeram uma a 48 semanas. Amostras do fígado e córtex visual foram retiradas, extraídas e quantificadas com kit de imunoensaio (ChemiKineTM Nerve Growth Factor (NGF) Sandwich ELISA Kit – Chemicon International). Para a análise morfométrica utilizamos células piramidais da camada IV do córtex visual marcadas através de injeção extracelular com Dextrana-Biotinilada (10.000 kDa). Os resultados foram expressos como média ± desvio padrão. Utilizamos teste t de Student para determinar diferenças estatísticas entre os grupos estudados. O valor médio de NGF encontrado no córtex visual de ratos infectados foi 39,2% maior do que no grupo controle (infectados: 400,9 ± 143,1 pg/mL; controle: 288 ± 31,9 pg/mL; p < 0,0001). Nas amostras de fígado, o aumento foi 28,9% maior no grupo infectado (infectados: 340,9 ± 103,9 pg/mL; p < 0,01; controle: 264,4 ± 38,6 pg/mL). Nenhum aumento significativo foi detectado antes de uma semana de infecção. Entre os camundongos, o aumento de NGF na área visual foi de 94,1% (infectados: 478,4 ± 284 pg/mL; p < 0,01; controle: 246,5 ± 76,8 pg/mL). No fígado destes animais o aumento foi de 138,7% (infectados: 561,8 ± 260,7 pg/mL; p < 0,01; controle: 301,3 ± 134,6 pg/mL). Em camundongos encontramos diferenças significativas quanto aos parâmetros dendríticos avaliados. A quantidade de dendritos foi 11,41% maior no grupo infectado do que no controle (controle: 25,28 ± 5,19; infectados: 28,16 ± 7,45; p < 0,05). O comprimento total dos dendritos também foi afetado (controle: 4.916,52 ± 1.492,65 μm; infectados: 5.460,40 ± 1.214,07 μm; p < 0,05) correspondendo a um aumento de 11,06%. A área total do campo receptor dendrítico sofreu um aumento de 12,99% (controle: 29.346,69 ± 11.298,62 μm2; infectados: 33.158,20 ± 7.758,31; p < 0,05) enquanto que a área somática teve uma redução de 13,61% (controle: 119,38 ± 19,68 μm2; infectados: 103,13 ± 24,69 μm2; p < 0,001). Quando foram avaliados os efeitos do aumento de NGF em ratos infectados não observamos diferenças significativas quanto aos parâmetros dendríticos analisados, em comparação ao grupo controle, com exceção de um aumento na área do corpo neuronal da ordem de 21,18% (controle: 132,20 ± 28,46 μm2; infectados: 160,20 ± 31,63 μm2; p < 0,00001). Este trabalho mostrou que a reação de produção de NGF no SNC durante a infecção por Schistosoma mansoni ocorre em maior magnitude no modelo permissível do que no modelo não permissível. Também demonstramos que, em camundongos, os efeitos sobre a morfologia neuronal é drasticamente afetada quando o organismo é submetido a um aumento na concentração de NGF em decorrência da infecção por Schistosoma mansoni. Diante destes dados, estudos avaliando as possíveis repercussões visuais e também dos efeitos na fisiologia celular causados pela infecção mansônica torna-se necessário para avaliar o real dano causado por este aumento patológico do fator de crescimento neuronal nas vias visuais de mamíferos.

ABSTRACT: Schistosomiasis is a tropical disease caused by Schistosoma mansoni. His occurrence affects 110 million people worldwide. The deposition of eggs of the parasite may occur - in ectopic form – in the central nervous system (CNS) which leads to the formation of granulomas with consequent production of nerve growth factor (NGF). Since several studies have demonstrated the importance of NGF in the development of visual cortical pathways, our study aimed at evaluating the possible changes in the NGF concentratons in the visual system as well as the impact of this on the pyramidal cell morphology in two animal models. The change in concentration of the nerve growth factor as well as neuronal morphology were evaluated in suscetible and non-suscetible animals (mice and rats) to infection. We used 174 rats (Hooded Lister) and 135 albino mice bred and kept in cages and fed ad libitum. These animals were infected shortly after birth, with 50 cercariae. Seventy seven rats and 73 mice were inoculated with saline and constituted the control group of the study. The infection covered a period of 48 weeks . Samples of liver and visual cortex were removed, extracted and quantified with immunoassay kit (ChemiKineTM Nerve Growth Factor (NGF) Sandwich ELISA Kit - Chemicon International). For the morphometric analysis we used the pyramidal cells of the visual cortex layer IV marked by extracelular injection of biotinylated dextran (10,000 kDa). The results were expressed as mean ± standard deviation. We used Student t test to determine statistical differences between groups. The average value of NGF found in the visual cortex of rats infected was 39.2% higher than in the control group (infected: 400.9 ± 143.1 pg/ml, control: 288 ± 31.9 pg/mL, p < 0.0001). In liver samples, the increase was 28.9% higher in the infected group (infected: 340.9 ± 103.9 pg/mL, p < 0.01, control: 264.4 ± 38.6 pg/mL). No significant increase was detected within a week of infection. Among the mice group, the increase of NGF in the visual area was 94.1% (infected: 478.4 ± 284 pg/ml, p < 0.01; control: 246.5 ± 76.8 pg/ml). In the liver of these animals the increase was 138.7% (infected: 561.8 ± 260.7 pg/mL, p < 0.01, control: 301.3 ± 134.6 pg/mL). In mice group we found significant differences in dendritic parameters evaluated. The number of dendrites was 11.41% higher in the infected group than in the control (control: 25.28 ± 5.19; infected: 28.16 ± 7.45, p < 0.05). The total length of dendrites was also affected (control: 4916.52 ± 1492.65 μm; Infected: 5460.40 ± 1214.07 μm; p < 0.05), representing an increase of 11.06%. The total area of the dendritic receptive field was increased by 12.99% (control: 29.346,69 ± 11.298,62 μm2; Infected: 33.158,20 ± 7.758,31 μm2, p < 0.05) while the area had a somatic reduction of 13.61% (control: 119.38 ± 19.68 μm2; infected: 103.13 ± 24.69 μm2, p < 0.001). When we evaluated the effects of increased NGF in rats infected we did not observe significant differences in dendritic parameters analyzed, compared to the control group, except for an increase in the area of the neuronal body of approximately 21.18% (control: 132,20 ± 28.46 μm2; infected: 160.20 ± 31.63 μm2, p < 0.00001). This work showed that the reaction production of NGF in the CNS during infection with Schistosoma mansoni occurs in greater magnitude than permissible in the model in the model impermissible. We also demonstrated that in mice the effects on neuronal morphology is dramatically affected when the body is subjected to an increase in the concentration of NGF as a result of infection by Schistosoma mansoni. Given these data, studies evaluating the potential impact of visual effects and also in cell physiology caused by schistosomiasis infection becomes necessary to assess the actual damage caused by this pathological increase of nerve growth factor in the visual pathways of mammals.