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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.17.2023.tde-05022024-160439
Document
Author
Full name
Lucas Hassib Camina
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2023
Supervisor
Committee
Ferreira, Frederico Rogério (President)
Zaramela, Lívia Soares
Dias Neto, Emmanuel
Title in Portuguese
Efeitos da disbiose entérica gestacional e neonatal durante o neurodesenvolvimento sobre o comportamento e a expressão gênica da prole
Keywords in Portuguese
Estresse
Microbiota
Neurodesenvolvimento
Abstract in Portuguese
As alterações na microbiota intestinal, conhecidas como disbiose, aparentam ter uma influência significativa no neurodesenvolvimento do hospedeiro, podendo contribuir para a neurobiologia de diversos transtornos psiquiátricos. A interação entre o microbioma do hospedeiro e seu Sistema Nervoso Central (SNC) é bidirecional, ocorrendo através do eixo Cérebro-Intestino-Microbiota (CIM), no qual o estresse desempenha um papel fundamental como fator modulador, sobretudo no perfil dos microrganismos. Embora os mecanismos de interação do eixo CIM tenham sido objeto de diferentes estudos notáveis, ainda é necessário esclarecer a janela temporal em que a disbiose pode causar maiores prejuízos no neurodesenvolvimento. Com esse objetivo, o presente estudo investigou os impactos da disbiose intestinal durante a gestação ou no período neonatal no comportamento e na expressão gênica da prole nos períodos pré e pós-puberal. Para isso, fêmeas gestantes ou camundongos neonatos a partir de P.04 foram submetidos ao Transplante de Microbiota Fecal (TMF), utilizando fezes provenientes de animais submetidos ao protocolo de Estresse Crônico Variado (ECV). Os filhotes foram então submetidos a testes comportamentais e eutanasiados para a extração de amostras de córtex e hipocampo com 21 ou 55 dias. Aos 21 dias, os filhotes das fêmeas que receberam as fezes provenientes de animais submetidos ao ECV durante a gestação apresentaram um menor número de comportamentos de avaliação de risco no teste de Labirinto em Cruz Elevado (LCE), maior tempo de imobilidade no teste de Suspensão pela Cauda (SC) e realizaram o comportamento de grooming facial em menor número de vezes no teste de Spray de Sacarose (SS) em comparação aos filhotes de fêmeas que receberam fezes de animais controle saudáveis. Com 55 dias, os filhotes que sofreram a disbiose durante a gestação exibiram um maior número de comportamentos de avaliação de risco no LCE, maior latência para começar a comer no teste de Inibição da Alimentação Induzida pela Novidade (IAIN) e para realizar o primeiro grooming facial no SS, no qual também realizaram um menor número de groomings faciais. Aos 21 dias, os filhotes apresentaram reduções significativas na expressão de Sinapsina 1, Olig 1 e Sox 2 no hipocampo, genes relacionados à comunicação sináptica, oligodendrogênese, formação de interneurônios gabaérgicos e manutenção da pluripotência e metabolismo neuronal. Os animais que sofreram o TMF durante o período neonatal apresentaram prejuízos comportamentais em todos os testes realizados (IAIN, LCE, SC e SS), tanto com 21 quanto com 55 dias. Entretanto, nesses grupos não foram observadas as mesmas reduções na expressão de RNAm vistas nos animais que sofreram a disbiose gestacional. Esses resultados sugerem que tanto a disbiose perigestacional quanto a neonatal produzem alterações comportamentais compatíveis com os transtornos comportamentais associados à ansiedade e depressão, que podem estar relacionadas a alterações neuroestruturais ou de neurodesenvolvimento envolvendo a sinaptogênese, oligodendrogênese, metabolismo neural ou diferenciação de interneurônios gabaérgicos. A determinação da composição da microbiota entérica dos diferentes grupos analisados está sendo realizada para identificação dos grupos de microrganismos alterados pelo TMF.
Title in English
Effects of gestational and neonatal enteric dysbiosis during neurodevelopment on offspring behavior and gene expression
Keywords in English
Microbiota
Neurodevelopment
Stress
Abstract in English
Alterations in the gut microbiota, known as dysbiosis, appear to have a significant influence on the host's neurodevelopment, potentially contributing to the neurobiology of various psychiatric disorders. The interaction between the host's microbiome and its Central Nervous System (CNS) is bidirectional and occurs through the Microbiota-Gut-Brain (MGB) axis, where stress plays a fundamental modulatory role, including in the profile of microorganisms. Although the mechanisms of interaction in the BGM axis have been the focus of several notable studies, the temporal window in which dysbiosis may cause greater impairments in neurodevelopment needs to be elucidated. Therefore, this study aims to investigate the impacts of intestinal dysbiosis during gestation or the neonatal period on the behavior and gene expression of offspring during pre- and post-puberty periods. To achieve this, pregnant female or neonate mice from P.04 underwent Fecal Microbiota Transplantation (FMT) with feces from animals subjected to the Chronic Variable Stress (CVS) protocol, and the offspring were subjected to behavioral tests and euthanized for sample extraction from the cortex and hippocampus at 21 or 55 days. At 21 days, offspring from females that received feces from animals subjected to CVS during gestation showed a reduced number of risk assessment behaviors in the Elevated Plus Maze (EPM) test, increased immobility time in the Tail Suspension Test (TST), and performed the facial grooming behavior less frequently in the Sucrose Spray Test (SST) compared to offspring from females that received feces from healthy control animals. At 55 days, offspring that experienced dysbiosis during gestation exhibited an increased number of risk assessment behaviors in the EPM test and longer latencies to begin eating in the Novelty-Induced Feeding Inhibition Test (NIFIT) and to perform the first facial grooming in the SST, where they also exhibited a reduced number of facial groomings. At 21 days, the offspring showed significant reductions in the hippocampal expression of Synapsin 1, Olig 1, and Sox 2 genes, which are related to synaptic communication, oligodendrogenesis, the formation of GABAergic interneurons, pluripotency maintenance, and neuronal metabolism. Animals subjected to FMT during the neonatal period presented behavioral impairments in all tests conducted (NIFIT, EPM, TST, and SST) at both 21 and 55 days. However, these groups did not show the same reductions in mRNA expression observed in animals that experienced gestational dysbiosis. These results suggest that both perigestational and neonatal dysbiosis produce behavioral alterations consistent with anxiety and depression-related behavioral disorders, which may be associated with neurostructural or neurodevelopmental changes involving synaptogenesis, oligodendrogenesis, neural metabolism, or differentiation of GABAergic interneurons. The determination of the composition of the enteric microbiota of the different analyzed groups is currently being performed to identify the groups of microorganisms altered by FMT.
 
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LucasHassibCamina.pdf (4.97 Mbytes)
Publishing Date
2024-03-13
 
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