Implicações do hormônio do crescimento (GH) sobre aspectos comportamentais e cognitivos em um modelo de Zebrafish (Danio rerio) transgênico

Abstract

A maioria dos estudos que avaliam os efeitos do eixo GH/IGF-I (hormônio do crescimento/fatores de crescimento tipo insulina I) no comportamento e memória é de mamíferos. Entretanto, para avaliar os efeitos pleiotrópicos do GH/IGF-I foi produzida uma linhagem de peixe (Danio rerio) geneticamente modificada que superexpressa o gene do GH denominada F0104. O objetivo deste estudo foi analisar os efeitos da superexpressão do GH6 sobre aspectos comportamentais e cognitivos em indivíduos machos adultos e larvas da linhagem F0104. Em relação ao comportamento reprodutivo foi observado que embora os indivíduos adultos desta linhagem (F0104) sejam mais agressivos e tenham maior atividade locomotora, eles não obtém maior sucesso no desempenho reprodutivo. Machos adultos transgênicos apresentaram vantagem no acasalamento somente quando a massa corpórea foi superior aos não- transgênicos. Quanto à receptividade das fêmeas através da análise da frequência de desovas foi demonstrado que, os cruzamentos de machos transgênicos com fêmeas não-transgênicas produziram menos desovas (P < 0,05). Já ao avaliar o aprendizado e a memória, os resultados mostraram que não há diferenças no comportamento exploratório (P > 0,05), porém foi observado um aumento significativo na memória de longa duração (LTM) dos transgênicos. 16 Adicionalmente, machos transgênicos apresentaram um aumento generalizado na expressão dos genes dos receptores glutamatérgicos ionotrópicos AMPA (-amino-3-hidroxi-5-metilisoxazol-18 4-propiônico) e NMDA (N-metil-D-aspartato), além de uma indução de três vezes na expressão 19 do IGF-I cerebral (P < 0,05). Estes resultados indicam um efeito importante do GH no cérebro, intermediado pelo IGF-I, com consequente melhora na LTM em decorrência do aumento dos receptores glutamatérgicos. Em relação às larvas, a atividade locomotora não foi diferente entre transgênicos e não-transgênicos, diferentemente do que foi observado em adultos. Porém, a expressão das subunidades dos receptores AMPA e NMDA mostrou um padrão de aumento transcricional. Desta forma, pode-se concluir que a linhagem F0104 mostrou-se um modelo interessante para elucidar o papel do eixo somatotrópico sobre o comportamento, aprendizado e memória.

The effect of the GH/IGF-I (growth hormone/ insulin-like growth factor-I) axis on 2ehavior and memory has been evaluated mainly in mammals. However, to evaluate the pleiotropic effects of GH/IGF-I a genetically modified zebrafish (Danio rerio) lineage that overexpresses the GH gene has been produced, named F0104. The aim of this study was to analyze the effects of overexpression of GH on behavioral and cognitive aspects of adult males 6 and larvae of individuals F0104 lineage. In terms of behavior, it was observed that although adult males of this lineage (F0104) are more aggressive and increased locomotor activity, they are not more successful in reproductive performance. Transgenic males presented mating advantage only when they were larger than non-transgenic fish. Regarding female receptivity by examining the frequency of spawning demonstrated that crosses with transgenic males and non-transgenic females produced less spawn (P < 0.05). Learning and memory experiments showed no difference in exploratory behavior (P > 0.05), but an increase in long-term memory (LTM) was observed for transgenic fish. Additionally, transgenic individuals presented a general pattern of increase in the gene expression of ionotropic glutamate receptors AMPA (-amino-3-hydroxy-5-15 methyl-4-isoxazolepropionic acid) and NMDA (N-methyl-D-aspartate), as well as a three-fold 16 induction in the expression of cerebral IGF-I (P < 0.05). These results indicate that GH, mediated by IGF-I, has an important effect on the brain, with consequent improvement of LTM due to increase of glutamate receptors. Differently from reported for adults, locomotor activity was not different between transgenic and non-transgenic larvae. However, the expression of subunits of 20 AMPA and NMDA receptors displayed a generalized pattern of transcriptional increase. In this manner, it can be concluded that the F0104 lineage is an interesting model for elucidating the role of the somatotropic axis on behavior, learning and memory.