Envelhecimento, declínio cognitivo e plasticidade astroglial em ca3

Poucos estudos tem se dedicado a investigar em detalhe possíveis relações entre o declínio cognitivo associado ao envelhecimento e a plasticidade astroglial no hipocampo. No presente trabalho investigamos possíveis relações entre o desempenho em testes de memória de reconhecimento de objeto e o numero e a distribuição laminar dos astrocitos em CA3 em modelo murino. Para isso empregamos camundongos fêmeas adultas da linhagem C57Bl6 de 6 (n = 7) e 20 meses (n = 5) de idade, mantidos em gaiolas padrão desde o nascimento,comparando seus desempenhos em tarefas hipocampo-dependentes para reconhecimento da forma, do lugar e do momento em que os objetos selecionados lhes foram expostos. Apos os testes comportamentais todos os animais foram per fundidos com fixadores aldeidicos e tiveram seus cérebros removidos e processados para imunomarcação empregando anticorpo seletivo para detecção da proteína acida fibrilar dos astrocitos (GFAP). Para evitar possível viés amostral empregamos o fracionador óptico, um método estereológico que não e afetado pelo processamento histologico. Os resultados nos testes comportamentais isolados e integrados (memória episódica) revelaram que o envelhecimento compromete significativamente (teste T bi-caudal, p<0.05) o reconhecimento da forma, do lugar e do momento em que objetos selecionados são apresentados aos sujeitos. As análises estereologicas das estimativas do numero de astrocítos revelaram que o envelhecimento afetou a distribuicao laminar com aumento na proporção relativa daqueles na camada piramidal de CA3 dorsal e ventral e reducao no lacunoso molecular de CA3 dorsal. O número total de astrocitos em consequência apresentou significativa reorganização na distribuição laminar em função da idade com os animais senis mostrando redução no percentual daqueles localizados na camada oriens. Nenhuma diferenca significativa foi encontrada entre os volumes das camadas de CA3 sugerindo que as mudanças induzidas pelo envelhecimento alteram diretamente a plasticidade astroglial em CA3. Finalmente os estudos de correlação linear entre as estimativas do numero dos astrocitos da camada piramidal e os testes comportamentais demonstraram correlação inversa com os piores desempenhos estando associados a um maior número de astrocitos naquela camada. Evidencias diretas adicionais dessa correlação com os astrocitos alterados em CA3 e possíveis mecanismos moleculares para explicar o declinio cognitivo associado ao envelhecimento permanecem por ser investigados.

ABSTRACT: A few studies investigated in detail possible relationships between aging cognitive decline and hippocampal astroglial plasticity. In the present report we investigated in murine model possible relationships between performances in object recognition tests and the astrocytes laminar distribution in CA3. To do so, young (6 months old, n = 7) and old (20 months old, n= 5) C57Bl6 mice, were maintained in standard cages and assessed in object recognition hippocampal-dependent tasks. Isolated or integrated (episodic-like memory) tests were applied and revealed that object identity (What?), place (Where?) and time (When?), were impaired in old subjects, whereas in young mice only spatial memory was impaired. After behavioral tests all subjects were sacrificed and perfused with aldehyde fixatives had their brains removed and processed for glial fibrillary acid protein (GFAP) immunohistochemistry, a selective marker for astrocytes. To avoid sample bias we used the optical fractionator, a stereological method that is no affected by histological procedures. The results on behavioral isolated or integrated tests revealed that aging significantly impairs object, spatial and time recognition (two-tail t-test, p<0.05). As compared to young subjects, old mice showed laminar changes in the astrocytes distribution with proportional increase of the astrocytes number in the pyramidal layer of dorsal and ventral CA3 and a reduction in the lacunosum molecular layer of dorsal CA3. Coherently, the total number of CA3 astrocytes showed significant reorganization of its laminar distribution as a function of age with reduction of its numbers in the stratum oriens. No significant differences were detected in the mean values of laminar volumes suggesting that aging induced changes directly affected astroglial plasticity in CA3. Finally, a linear inverse correlation was found between the estimations of pyramidal cell layer astrocytes and performances in the behavioral tasks. Further direct evidences of this correlation with altered CA3 astrocytes and possible molecular mechanisms to explain aging cognitive decline remains to be investigated.