Análises de dados eletrográficos cerebrais de zebrafish submetidos a crises epilépticas

RESUMO

INTRODUÇÃO: As epilepsias são doenças neurológicas crônicas que apresentam diferentes manifestações clínicas, causas e prognósticos, mas que possuem em comum, a ocorrência de crises epilépticas espontâneas. Os modelos animais têm valor reconhecido para uma maior compreensão das doenças humanas, incluindo as epilepsias. Nesse sentido, o zebrafish, um pequeno peixe de água doce, tem seu reconhecimento como modelo experimental para estudo das epilepsias e de crises epilépticas. Nosso grupo de pesquisa tem empregado o Zebrafish para investigar as alterações e respostas moleculares às crises epilépticas por diferentes agentes convulsivantes, o Pentilenotetrazol (PTZ) e a Pilocarpina (Pilo), assim como para identificar compostos supressores de crises epilépticas. Devido a natureza de ação dessas duas diferentes drogas convulsivantes, e a importância dos achados eletrográficos nos estudos que desenvolvemos, este estudo tem por objetivo efetuar análises empíricas, quantitativas e comparativas dos dados eletrográficos do cérebro de Zebrafish submetido ao PTZ e a Pilo.

OBJETIVOS: Efetuar análises empíricas, quantitativas e comparativas dos dados eletrográficos cerebrais de larva de zebrafish quando submetido ao PTZ e a Pilo.

MÉTODOS: Este estudo usou dados eletrográficos obtidos previamente por outros dois estudos (CEUA 5079-1/2018 executor principal Thales Guimarães Parolari e 4053-1/ 2016 executora principal, Miriam Celi Nunes). Nestes estudos, larvas de zebrafish com 7 dias pós fertilização foram induzidas às crises epilépticas por PTZ 15mM ou Pilocarpina 30mM por 3h. A obtenção dos dados foi por meio de eletrodo posicionado no teto óptico de larva imobilizada em agarose low-melting 1,2%. As análises eletrográficas foram processadas com pré-amplificação em 10 vezes e um filtro de 1 a 1000Hz, usando-se Intan RHD2000. Neste estudo foram usados dados eletrográficos de 05 animais induzidos por PTZ e 01 induzido por Pilo, possibilitando a comparação dos dados eletrográficos de ambos os convulsivantes. Para a análise quantitativa estatística foi usada a plotagem dos dados cerebrais da larva de zebrafish obtida com o MatLab, a fim de se atrelar a análise gráfica com a comparação quantitativa dos resultados obtidos entre drogas. Para tanto avaliamos empiricamente as plotagens do MatLab extraindo valores significativos para nós, como por exemplo, quantidade de picos com amplitudes menores e maiores que 100mV, amplitude dos picos de crises epiléptica, duração dos picos, dentre outros, com isso foi possível extrairmos gráficos comparativos no Excel para avaliação dos dados.

RESULTADOS: Durante todo o período de indução de crises epilépticas, seja por PTZ ou Pilo, foi observado que as larvas de zebrafish apresentaram padrão epileptiforme. No entanto, foi evidente que o padrão eletrográfico evocado na indução por Pilo ocorreu em alta frequência, acima de 10Hz, enquanto a indução por PTZ foi de aproximadamente 4Hz. A plotagem de eventos epileptiformes em larvas expostas ao PTZ mostrou a ocorrência de eventos rítmicos e com amplitudes em sua maioria menores de 100mV ao longo do tempo. De modo contrário, para a larva exposta a Pilo a quantidade de eventos foram pontuais, porém com a amplitude maior que 100mV versus o tempo. Esse estudo está em andamento e descreve uma macro avaliação empírica da experimentadora. Os dados quantitativos ainda estão em análise.

CONCLUSÃO: Os dados obtidos durante a indução com o PTZ mostraram que os eventos epileptiformes são constantes, menos espaçados (menor período silente) e de baixa frequência (Hz). Já na indução de crises epilépticas pela Pilo, os dados eletrográficos mostraram eventos epileptiformes de altas frequências e de forma espaçada (maior período silente). Até o momento, a análise empregada indica que a duração de cada evento epileptiforme dura cerca de 3 a 5 minutos ao longo das 3 horas de tomada de dados. Este estudo colabora para melhor caracterização do modelo de crises epilépticas em zebrafish.

BIBLIOGRAFIA: 1. Eraslan G., Avesec Z., Gagneur J., Theis F. Deep learning: new computational modelling techniques for genomics. (2019) 389-403 2. Baraban SC, Taylor MR, Castro PA, Baier H. Pentylenetetrazol induced changes in zebrafish behavior, neural activity and c-fos expression. Neuroscience. 2005;131(3):759–68. 3. Cho SJ, Byun D, Nam TS, Choi SY, Lee BG, Kim MK, Kim S. Zebrafish as an animal model in epilepsy studies with multichannel EEG recordings. Scientific Reports. 2017

PALAVRA-CHAVE: Epilepsia, zebrafish e padrões eletrográficos.