Ruolo del bisfenolo A nella regolazione della proliferazione cellulare nelle aree neurogeniche adulte del topo

Neurogenesis persists in the two areas of the brain: the dentate gyrus (DG) of the hippocampus and the subventricular zone (SVZ), localized in the telencephalon, among the striatum and the lateral ventricle. In these two areas, many factors are able to influence the number of proliferating cells, among these recognize sexual hormones. Many studies have showed the regulation of adult neurogenesis by gonadal hormones; few of these are focused on the investigation of cell proliferation in the SVZ and the DG of the male adult mouse. It is known, moreover, that some chemical compounds that are part of everyday lives have a similar chemical structure to the gonadal hormones; they are able to bind the receptors of androgens and estrogens and they have the ability to modulate and interfere with the neuroendocrine system. These compounds are called endocrine disruptors: among these is the Bisphenol A, a xenoestrogen that has effects on reproductive behavior and on the circuits' regulation, especially in the perinatal period. In the literature there are very few studies concerning the effect of BPA on adults and on adult neurogenesis. Starting from these premises, in this thesis, it was decided to study the regulation of cell proliferation in both the neurogenic areas after a treatment with an acute dose of Bisphenol A in male adult mice. We analyzed mice with the age of 60 days and were divided into two groups: a control group and a group of animals to which has been administered an acute dose (0.05 mg/kg of body weight) of BPA, 90 minutes before being sacrificed. The tissues obtained were analyzed by immunohistochemistry and were analyzed endogenous markers for proliferation in the SVZ (PHH3 and Ki67) and in the DG of the hippocampus (Ki67). The quantitative analysis performed with two software, Stereoinvestigator and Neurolucida, shows an opposite effect of BPA in the two neurogenic areas: in the DG, the animals treated with BPA show a lower density of proliferating cells in comparison with the control group. On the contrary, in the SVZ, the quantitative analysis of both proliferation markers shows that BPA has an effect of upregulation of the cell proliferation. In SVZ, the BPA seems to have the same effect on the cell proliferation as the estradiol in the male adult rat; this effect could be mediated by the binding of BPA with estrogen receptors even if not yet been demonstrated the presence of these receptors in the SVZ. However, this result is the first data on the effect of BPA on the regulation of cell proliferation in the SVZ in adult male mice. The results obtained from the analysis of the DG are not, apparently, in line with the few data in the literature showing that exposure to low doses of BPA in postnatal age leads to an increase in cell proliferation, whereas at high doses there was a decrease in cell proliferation in the DG of the hippocampus. Our data are difficult to compare with these, and for the much lower dose (50μg/kg), or for administration in adulthood and not in the postnatal period. The difference response to BPA of the two neurogenic areas is not surprising; is known, in fact, that the two neurogenic areas are involved in different physiological processes, and the same factors (for example the gonadal hormones) can modulated in a different way the two zones of adult proliferation.

La neurogenesi persiste nell'adulto in due aree cerebrali: il giro dentato (DG) dell'ippocampo e la zona sottoventricolare (SVZ), individuabile nel telencefalo, tra lo striato e il ventricolo laterale. In questi due distretti, molteplici fattori sono in grado di influenzare il numero di cellule in proliferazione, tra questi si riconoscono gli ormoni sessuali. Molti studi hanno evidenziato la regolazione della neurogenesi adulta da parte degli ormoni gonadici; pochi di questi sono incentrati nello studiare la proliferazione cellulare nella SVZ e nel DG del maschio di topo adulto. È noto, inoltre, che alcuni composti chimici che fanno parte della nostra vita quotidiana presentano una struttura chimica simile agli ormoni gonadici; essi sono in grado di legare i recettori per androgeni ed estrogeni e hanno la capacità di modulare ed interferire con il sistema neuroendocrino. Questi composti vengono definiti distruttori endocrini: tra questi c'è il Bisfenolo A, uno xenoestrogeno che ha effetti sul comportamento riproduttivo e sulla regolazione dei circuiti, soprattutto nel periodo perinatale. In letteratura vi sono pochissimi lavori riguardanti l'effetto del BPA nell'adulto e sulla neurogenesi adulta. Partendo da queste premesse, in questa tesi, si è scelto di studiare la regolazione della proliferazione cellulare in entrambe le aree neurogeniche in seguito a trattamento con dose acuta di BPA nei maschi di topo. Si sono analizzati topi adulti dell'età di 60 giorni e sono stati divisi in due gruppi: un gruppo di controllo e un gruppo di animali a cui è stata somministrata una dose acuta (0,05 mg/Kg di peso corporeo) di BPA, 90 minuti prima di essere sacrificati. I tessuti prelevati sono stati analizzati mediante tecniche di immunoistochimica con dei marcatori endogeni per la proliferazione nella SVZ (PHH3 e Ki67) e nel DG dell'ippocampo (Ki67). L'analisi quantitativa effettuata con due software, Stereoinvestigator e Neurolucida, mostra un effetto opposto del BPA nelle due aree neurogeniche: nel DG, gli animali trattati con BPA mostrano una minor densità di cellule proliferanti rispetto al gruppo di controllo. Al contrario nella SVZ, l'analisi quantitativa di entrambi i marcatori di proliferazione mostra che il BPA ha un effetto di upregulation della proliferazione. Nella SVZ, il BPA sembra avere lo stesso effetto dell'estradiolo sulla proliferazione nel maschio di ratto adulto; questo effetto potrebbe essere mediato dal legame del BPA con i recettori per gli estrogeni, anche se non è ancora stata dimostrata la presenza di questi recettori nella SVZ. Tuttavia, questo risultato è il primo dato sull'effetto del BPA sulla regolazione della proliferazione cellulare nella SVZ nel topo maschio adulto. I risultati ottenuti dall'analisi del DG non sono, apparentemente in linea con i pochi dati presenti in letteratura che mostrano come l'esposizione a basse dosi di BPA in età postnatale porta a un incremento della proliferazione cellulare, mentre ad alte dosi si evidenzia una diminuzione delle cellule in proliferazione nel DG dell'ippocampo. I nostri dati sono difficilmente comparabili con questi, sia per la dose molto più bassa (50µg/kg), sia per la somministrazione in età adulta e non in periodo postnatale. La differenza di risposta al BPA delle due aree neurogeniche non stupisce; è noto, infatti, che le due aree neurogeniche sono coinvolte in differenti processi fisiologici e gli stessi fattori (ad esempio gli ormoni gonadici) possono regolare in maniera diversa le due zone di proliferazione adulta.