Effect of chronic stress on neural activity of selected brain structures in an animal model of treatment-resistant depression

Depresja kliniczna jest obecnie jedną z najczęstszych chorób psychicznych na świecie, jednak ilość skutecznych rodzajów terapii pozostaje ograniczona. Co więcej, stosunkowo duża grupa pacjentów nie reaguje w odpowiedni sposób na powszechnie wykorzystywane formy leczenia. Zjawisko to znane jest jako depresja oporna na leczenie lub depresja lekooporna. Wiadomo, że przewlekła ekspozycja na bodźce awersyjne, takie jak na przykład stres lub ból, może wywoływać objawy depresji. Istotne konsekwencje tej zależności można zaobserwować między innymi na poziomie molekularnym. Badanie, które stanowi podstawę niniejszej pracy, potwierdza istnienie zmian w aktywności komórkowej poszczególnych struktur mózgowych, na przykładzie szczurów Wistar-Kyoto. Jest to specyficzny szczep, który cechuje się bardzo niską wrażliwością na przeciwdepresyjne efekty standardowych leków, wykorzystywanych w farmakologicznym leczeniu depresji. Szczury zostały poddane procedurze chronicznego, łagodnego stresu (Chronic Mild Stress, CMS), która stanowi jeden z lepiej poznanych modeli depresji u zwierząt. Dokonane obserwacje koncentrują się wokół zmian aktywności komórkowej w obrębie struktur, które stanowią powszechny przedmiot badań w kontekście depresji: kory przedczołowej, hipokampa oraz jądra półleżącego. W celu zbadania aktywności neuronalnej, dokonano pomiaru ilości komórek c-Fos pozytywnych - molekularnego markera aktywności komórkowej - w każdej z wyżej wymienionych struktur, w obu badanych grupach. Obniżoną aktywność komórkową udało się potwierdzić na poziomie brzusznej i grzbietowej części hipokampa, a także powłoki jądra półleżącego. Nie zaobserwowano jednak istotnych różnic w odniesieniu do lateralizacji w aktywności komórkowej poszczególnych struktur. Przytoczone rezultaty potwierdzają szkodliwy wpływ przewlekłej ekspozycji na stres w odniesieniu do funkcjonowania struktur ośrodkowego układu nerwowego. Można jednak zauważyć, że niektóre z nich charakteryzują się większą podatnością na stres, niż inne.

Clinical depression is one of the most common mental illnesses in the world today, but effective therapies remain limited. Moreover, a relatively large group of patients does not respond adequately to commonly used forms of treatment. This phenomenon is known as treatment-resistant depression. It is known that chronic exposure to aversive stimuli such as, for example, stress or pain, can induce symptoms of depression. Significant consequences of this relationship can be observed, inter alia, at the molecular level. The study, which forms the basis of this report, confirms the existence of changes in the cellular activity of individual brain structures, based on the example of Wistar-Kyoto rats. It is a specific strain that has a very low sensitivity to the antidepressant effects of standard drugs used in the pharmacological treatment of depression. Rats were subjected to the chronic mild stress procedure (CMS), which is one of the better understood models of depression in animals. The observations made focus on changes in neuronal activity within structures that are a common subject of research in the context of depression: the prefrontal cortex, hippocampus and nucleus accumbens. In order to investigate neuronal activity, the number of c-Fos positive cells - a molecular marker of cellular activity - was measured in each of the above mentioned structures, in both studied groups. Reduced cellular activity was confirmed in the ventral and dorsal hippocampus, as well as in the shell of nucleus accumbens. However, no significant differences in lateralisation in cellular activity of individual structures were observed. These results confirm the harmful effects of chronic stress exposure on the functioning of central nervous system structures. However, it can be noted that some of them are more susceptible to stress than others.