El enriquecimiento ambiental como terapia de rehabilitación después de una lesión cerebral traumática en ratas pediátricas

Abstract

Pediatric TBI cause more severe cognitive impairments than those that occur in adults. Therefore, it is crucial to find strategies that prevent or decrease the deleterious effects caused by TBI. Environmental enrichment (EE) is a clinically relevant rehabilitation animal model that has already shown to provide substantial improvements in murine models of neurodegenerative diseases. However, the effect of EE pediatric rats has been scarcely studied. Hence, we consider pertinent to evaluate the effect of EE in rats after a pediatric TBI. For this, male Sprague-Dawley rats underwent a controlled cortical impact (CCI, 2.5 mm at 4 m/s) or sham surgery at weaning (PND 21). Animals were randomly assigned to standard animal housing conditions (STD) or EE, where they were allowed to recover for 14 days. Cognitive performance was evaluated in the Morris water maze (MWM) test from post-injury days 14 to 19. Our results indicated a significant deficit in the cognitive performance of the TBI+STD animals during the training phase of the MWM when compared to sham+STD group. This effect was reversed in TBI+EE rats and no differences were observed between TBI+EE and sham groups. No effect of injury or housing condition was observed in the probe trial performed. In conclusion, our data indicate that EE improves cognitive performance after a pediatric TBI, and because this therapeutic model simulates what is observed in human rehabilitation, the results suggest that it is an effective treatment in children with TBI.

Las consecuencias de una TBI (Traumatic Brain Injury, TBI) durante la infancia son mayores que aquellas que se presentan en la adultez. Es por esto que se considera crucial encontrar estrategias que prevengan o disminuyan los efectos deletéreos causados por las TBI. El modelo de enriquecimiento ambiental (Environmental Enrichment, EE) es una estrategia terapéutica que ha demostrado proporcionar mejoras sustanciales en modelos murinos de enfermedades neurodegenerativas. Sin embargo, el efecto del EE ha sido poco estudiado en ratas pediátricas. Por lo anterior, consideramos pertinente evaluar el efecto del EE en ratas sometidas a una TBI pediátrica. Para ello, se utilizaron ratas macho de la cepa Sprague-Dawley a las que se les realizó lesión por impacto cortical controlado (CCI, 2.5 mm a 4 m/s) al destete (PND 21) o sham (craneotomía, pero sin lesión). Los animales fueron posteriormente divididos aleatoriamente en grupos con condiciones de alojamiento estándar de bioterio (STD) o EE (n= 10 por grupo) en donde se les permitió su recuperación durante 14 días. Evaluamos el desempeño cognitivo en el laberinto acuático de Morris (MWM) desde el día 14 al 19 post-lesión. Nuestros resultados indicaron un déficit significativo en el desempeño cognitivo de los animales TBI+STD durante la fase de entrenamiento del MWM, en comparación con los animales del grupo sham+STD, este efecto no se observó en los animales TBI+EE y no se encontraron diferencias entre el grupo TBI+EE y los grupos sham. No observamos efecto de la lesión ni de la condición de alojamiento en la prueba de transferencia. En conclusión, nuestros datos indican que el EE mejora el desempeño cognitivo después de una TBI pediátrica, y debido a que este modelo terapéutico simula lo que se observa en la rehabilitación en humanos, los resultados sugieren que es un tratamiento efectivo en niños con TBI.