White matter volume is decreased in bipolar disorder at early and late stages / O volume da substância branca está reduzido tanto nos estágios iniciais quanto nos estágios avançados do transtorno bipolar

Abstract Introduction: Bipolar disorder (BD) is a debilitating mood condition that affects approximately 1.3% of people worldwide, although some studies report up to 3.9% lifetime prevalence and 4-6% in adults when broad diagnostic criteria are applied. Objective: To compare differences in total white matter (WM), corpus callosum (CC) and total gray matter (GM) volumes in patients with type I BD at early and late stages compared with controls. Methods: Fifty-five subjects were enrolled in this study protocol. The double case-control design included 14 patients with BD at early stage; 15 patients at late stage; and their respective matched controls (14 and 12 subjects). Results: CC and total WM volumes were significantly smaller in patients with BD at early and late stages vs. controls. There was no difference for total GM volume in the early stage group, but in patients at late stage total GM volume was significantly smaller than in controls. The total GM volume reduction in patients at late stage is in agreement with the neuroprogression theory of BD. The reduction of WM volumes in total WM and in the CC at early and late stages supports the possibility that an early demyelination process could occur underlying the clinical manifestation of BD. Conclusion: Our findings may direct to the investigation of WM abnormalities in populations at high risk to develop BD, perhaps as early biomarkers before the overt syndrome.

Resumo Introdução: O transtorno do humor bipolar (THB) é uma condição debilitante que afeta aproximadamente 1,3% das pessoas em todo o mundo, embora alguns estudos relatem uma prevalência acumulada de até 3,9% e de 4-6% em adultos quando os critérios diagnósticos mais abrangentes são aplicados. Objetivo: Comparar as diferenças nos volumes totais de substância branca (SB), corpo caloso (CC) e volume total de substância cinzenta (SC) em pacientes com THB tipo I em estágios iniciais e tardios em comparação com controles. Métodos: Cinquenta e cinco sujeitos foram incluídos neste protocolo de estudo. O desenho de caso com duplo controle incluiu 14 pacientes com THB em estágio inicial; 15 pacientes com THB em fase tardia; e seus respectivos controles correspondentes (14 e 12 sujeitos). Resultados: Os volumes do CC e total de SB foram significativamente menores nos pacientes com THB nos estágios iniciais e tardios vs. controles. Não houve diferença para o volume total de SC no grupo em estágio inicial, mas em pacientes em fase tardia o volume total de SC foi significativamente menor do que nos controles. A redução do volume total de SC em pacientes em fase tardia está de acordo com a teoria da neuroprogressão do THB. A redução dos volumes de SB em SB total e no CC em fases precoces e tardias suporta a possibilidade de que um processo de desmielinização precoce poderia ocorrer subjacente à manifestação clínica de THB. Conclusão: Nossos achados podem direcionar a investigação de anormalidades da SB em populações de alto risco para o desenvolvimento de THB, talvez como biomarcadores precoces antes da síndrome aberta.

Cell therapy in the treatment of bipolar mania in an animal model: a proof of concept study / Terapia celular no tratamento do transtorno bipolar: estudo piloto em um modelo animal de mania

Abstract Introduction The rationale of mesenchymal stem cells (MSCs) as a novel therapeutic approach in certain neurodegenerative diseases is based on their ability to promote neurogenesis. Hippocampal atrophy has been related to bipolar disorder (BD) in preclinical, imaging and postmortem studies. Therefore, the development of new strategies to stimulate the neurogenesis process in BD is crucial. Objectives To investigate the behavioral and neurochemical changes induced by transplantation of MSCs in a model of mania-like behavior induced by lisdexamfetamine dimesylate (LDX). Methods Wistar rats (n=65) received one oral daily dose of LDX (10 mg/kg) or saline for 14 days. On the 8th day of treatment, the animals additionally received intrahippocampal saline or MSC (1 µL containing 25,000 cells) or lithium (47.5 mg/kg) as an internal experimental control. Two hours after the last administration, behavioral and neurochemical analyses were performed. Results LDX-treated rats had increased locomotor activity compared to saline-saline rats (p=0.004), and lithium reversed LDX-related hyperactive behavior (p<0.001). In contrast, the administration of MSCs did not change hyperlocomotion, indicating no effects of this treatment on LDX-treated rats (p=0.979). We did not find differences between groups in BDNF levels (p>0.05) in the hippocampus of rats. Conclusion Even though these results suggest that a single intrahippocampal injection of MSCs was not helpful to treat hyperactivity induced by LDX and neither influenced BDNF secretion, we cannot rule out the possible therapeutic effects of MSCs. Further research is required to determine direct effects of LDX on brain structures as well as in other pathophysiological targets related to BD.

Resumo Introdução Células-tronco mesenquimais (CTMs) têm emergido como um promissor tratamento em diversas doenças neurodegenerativas devido a sua plasticidade e capacidade de regenerar tecidos. Estudos pré-clínicos, clínicos e de neuroimagem têm demonstrado a presença de atrofia hipocampal no transtorno bipolar (TB). Portanto, o desenvolvimento de tratamentos capazes de regenerar tecido lesado e estimular a neurogênese poderia ser útil. Objetivos Investigar mudanças comportamentais e neuroquímicas induzidas pelo transplante de CTMs no hipocampo de ratos em um modelo animal de mania induzido por dimesilato de lisdexanfetamina (LDX). Métodos Ratos Wistar (n=65) receberam LDX (10 mg/kg) ou solução salina por via oral durante 14 dias. No oitavo dia, os animais foram transplantados com injeção de CTMs ou solução salina (1 µL contendo 25.000 células) ou lítio (47,5 mg/kg) como controle interno do experimento. Duas horas após a última dose, foram realizadas análises comportamentais e neuroquímicas. Resultados Animais que receberam LDX tiveram um aumento da atividade locomotora comparados ao grupo que recebeu solução salina (p=0,004); já o lítio reverteu a hiperatividade locomotora desses animais (p<0,001). Os animais que receberam CTMs não apresentaram alterações no comportamento, indicando ausência de efeitos sobre hiperatividade locomotora. Os níveis de BDNF hipocampais não diferiram entre os grupos (p>0.05). Conclusão Não foi possível demonstrar efeitos neuroprotetores das CTMs, administradas em dose única, em um modelo animal de mania induzido por LDX. No entanto, não se pode descartar os possíveis efeitos terapêuticos das CTMs. Mais estudos são necessários para determinar os efeitos das CTMs em estruturas cerebrais e outros alvos fisiopatológicos relacionados ao TB.