Efecto del estrés temprano sobre la cognición y la emocionalidad después de una lesión cerebral traumática en ratas adultas y su relación con la plasticidad hipocampal

Abstract

Early life stress (ELS) affects cognitive performance and emotionality in adult animals. These effects are associated to a decrease in neurogenesis and an increase in neuroinflammation in the hippocampus. Previous studies have shown that ELS affects spatial learning after a mild pediatric traumatic brain injury (TBI). However, whether this increased vulnerability persists after an adult injury remains unknown. Therefore, we aimed to evaluate the effect of ELS on cognition and emotionality after a mild TBI in adult rats and its relationship to hippocampal plasticity. Male Sprague Dawley rats were subjected to 3-hour maternal separation (MS180) during the first 21 postnatal days (PND) as a model of ELS, while controls (CONT) remained undisturbed. At PND 110, rats underwent a mild controlled cortical impact (2.6 mm) or were kept as sham-operated (SHAM). Cognitive performance was assessed with the Morris water maze (MWM) from post-injury days 14-19. Neurogenesis and microglial activation were evaluated 24 hours after completing the MWM. Short-term memory was assessed in the object location test 14 days after injury, and emotional behavior was assessed with open field and forced swim tests. Our results indicate that the MS180+mTBI group, but not the CONT+mTBI group, showed cognitive deficits in the MWM. MS180 and TBI independently caused a decrease in hippocampal neurogenesis, but this effect was not exacerbated in MS180+mTBI animals. MS180 and mTBI caused a synergistic increase in microglial activation in the CA1 region of the hippocampus. Results indicate that MS180+mTBI rats, but not MS180+SHAM or CONT+TBI rats, exhibited cognitive impairment in the object location test.

Estudios anteriores han demostrado que el estrés durante la vida temprana (ELS) afecta el aprendizaje espacial después de una lesión cerebral traumática (TBI) pediátrica. Sin embargo, aún es necesario evaluar si este aumento en la vulnerabilidad se mantiene cuando la lesión se realiza en ratas adultas. Por ello, nos planteamos el objetivo de evaluar el efecto del ELS sobre la cognición y la emocionalidad después de una TBI en ratas adultas y su relación con la plasticidad hipocampal. Se utilizaron ratas macho de la cepa Sprague Dawley, sometidas a separación maternal (SM180) durante 3 horas durante los primeros 21 días postnatales (PND) como modelo de ELS, mientras que los controles (CONT) permanecieron sin manipular. En el DPN 110, las ratas fueron sometidas a un impacto cortical controlado leve (2.6 mm) o se mantuvieron como testigos (SHAM). El desempeño cognitivo se evaluó con el laberinto acuático de Morris (MWM) del día post lesión 14-19. La neurogénesis y la activación microglial fueron evaluadas 24 horas después de finalizar el MWM. La memoria a corto plazo se evaluó en la prueba de desplazamiento de objetos 14 días después de la lesión, y la emocionalidad se evaluó con las pruebas de campo abierto y nado forzado. Nuestros resultados indican que el grupo SM180+mTBI, pero no el CONT+mTBI, mostró déficits cognoscitivos en el MWM. La SM180 y la TBI causaron una disminución en la neurogénesis hipocampal de forma independiente, pero este efecto no se vio exacerbado en los animales SM180+mTBI. La SM180 y la mTBI causaron un aumento sinérgico en la activación microglial de la región CA1 del hipocampo. Los resultados indican que las ratas SM180+SHAM y CONT+TBI, pero no las ratas SM180+TBI, muestran deterioro cognoscitivo en la prueba de localización de objetos.