Neurotoxic effects of nanoplastics exposure on depression-like behavior and cognitive function in mice under chronic unpredictable mild stress.
Efectos neurotóxicos de la exposición a nanoplásticos sobre el comportamiento similar a la depresión y la función cognitiva en ratones sometidos a estrés crónico leve impredecible.
Resumen
En el presente estudio se evaluó el impacto de la exposición a nanoplásticos sobre el deterioro cognitivo y el comportamiento depresivo en ratones sometidos a estrés moderado crónico e impredecible (CUMS). Ratones BALB/c fueron asignados aleatoriamente a cuatro grupos experimentales: Control (Ctrl), nanoplásticos (NPs), Mod (sometidos a CUMS) y NPs+Mod (nanoplásticos + CUMS). Se determinó el papel del factor de crecimiento derivado del cerebro (BDNF) y su vía de señalización a través del receptor de la tirosina quinasa B (TrkB) en el hipocampo. Las pruebas de comportamiento incluyeron la prueba de preferencia por la sacarosa, la actividad motora en campo abierto, el nado forzado y el laberinto de Morris. Se evaluaron la morfología neuronal y la expresión de BDNF y TrkB mediante técnicas de PCR cuantitativa y Western blot. La exposición a los nanoplásticos, así como el estrés crónico, indujeron una disminución de la actividad en las pruebas de conducta. Además, se observó una disminución de las neuronas del hipocampo y de la memoria espacial en ambos tratamientos. La combinación de estrés crónico y la exposición a los nanoplásticos tuvo un efecto sumativo sobre las pruebas conductuales y cognitivas, así como sobre la expresión de BDNF y del receptor Trak B. En conclusión, la exposición a los nano-plásticos tiene efectos neurotóxicos que pueden potenciar los efectos del estrés crónico a nivel cognitivo y conductual. Dichos efectos se mediaron mediante la supresión de la vía de señalización de BDNF y del receptor TrkB en el hipocampo.
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Citas
Li F, Xiang H, Gu Y, Ye T, Lu X, Huang C. Innate immune stimulation by monophosphoryl lipid A prevents chronic social defeat stress-induced anxiety-like behaviors in mice. J Neuroinflammation. 2022;19(1):12. https://doi.org/10.1186/12974-021-02377-8.
Simon GE, Moise N, Mohr DC. Management of Depression in Adults: A Review. JAMA. 2024;332(2):141-152. https://doi.org/10.1001/jama.2024.5756.
Jha MK, Mathew SJ. Pharmacotherapies for Treatment-Resistant Depression: How Antipsychotics Fit in the Rapidly Evolving Therapeutic Landscape. Am J Psychiatry. 2023;180(3):190-199. https://doi.org/10.1176/appi.ajp.20230025.
Sun Y, Hu N, Wang M, Lu L, Luo C, Tang B, et al. Hippocampal subfield alterations in schizophrenia and major depressive disorder: a systematic review and network meta-analysis of anatomic MRI studies. J Psychiatry Neurosci. 2023;48(1): E34-e49. https://doi.org/10.1503/jpn.220086.
Althammer F, Roy RK, Kirchner MK, Campos-Lira E, Whitley KE, Davis S, et al. Angiotensin II-Mediated Neuroinflammation in the Hippocampus Contributes to Neuronal Deficits and Cognitive Impairment in Heart Failure Rats. Hypertension. 2023;80(6):1258-1273.https://doi.org/10.1161/HYPERTENSIONAHA.123.21070.
Nieto-Estévez V, Defterali Ç, Vicario C. Distinct Effects of BDNF and NT-3 on the Dendrites and Presynaptic Boutons of Developing Olfactory Bulb GABAergic Interneurons in Vitro. Cell Mol Neurobiol. 2022;42(5):1399-1417. https://doi.org/10.1007/s10571-020-01030-x. PMC11421695.
Sharma S, Chawla S, Kumar P, Ahmad R, Kumar Verma P. The chronic unpredictable mild stress (CUMS) Paradigm: Bridging the gap in depression research from bench to bedside. Brain Res. 2024;1843:149123. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2024.149123.
Deng Y, Chen H, Huang Y, Zhang Y, Ren H, Fang M, et al. Long-Term Exposure to Environmentally Relevant Doses of Large Polystyrene Microplastics Disturbs Lipid Homeostasis via Bowel Function Interference. Environ Sci Technol. 2022;56(22):15805-15817. https://doi.org/10.1021/acs.est.1e07933.
Antoniuk S, Bijata M, Ponimaskin E, Włodarczyk J. Chronic unpredictable mild stress for modeling depression in rodents: Meta-analysis of model reliability. Neurosci Biobehav Rev. 2019;99: 101-116. https://doi.org/10.1016/j.neubiorev.2018.12.002.
Xie J, Ji J, Sun Y, Ma Y, Wu D, Zhang Z. Blood-brain barrier damage accelerates the accumulation of micro- and nanoplastics in the human central nervous system. J Hazard Mater. 2024;480: 136028. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.136028.
Khataminezhad ES, Hajihassan Z, Razi Astaraei F. Magnetically purification/immobilization of polyhistidine-tagged proteins by PEGylated magnetic graphene oxide nanocomposites. Protein Expres Purif. 2023;207: 106264. https://doi.org/10.1016/j.pep.2023.106264.
Yang J, Li H, Hao Z, Jing X, Zhao Y, Cheng X, et al. Mitigation Effects of Selenium Nanoparticles on Depression-Like Behavior Induced by Fluoride in Mice via the JAK2-STAT3 Pathway. ACS Appl Mater Interfaces. 2022;14(3):3685-3700. https://doi.org/10.1021/acsami.1c18417.
Shorey S, Ng ED, Wong CHJ. Global prevalence of depression and elevated depressive symptoms among adolescents: A systematic review and meta-analysis. Br J Clin Psychol. 2022;61(2):287-305. https://doi.org/10.1111/bjc.12333.
Su Z, Kong R, Huang C, Wang K, Liu C, Gu X, et al. Exposure to polystyrene nanoplastics causes anxiety and depressive-like behavior and down-regulates EAAT2 expression in mice. Arch Toxicol. 2025;99(6):2595-2609. https://doi.org/10.1007/s00204-025-04002-6.
Wu C, Jia L, Mu Q, Fang Z, Hamoudi H, Huang M, et al. Altered hippocampal subfield volumes in major depressive disorder with and without anhedonia. BMC Psychiatry. 2023;23(1):540. https://doi.org/10.1186/s12888-023-05001-6.
Diersch N, Valdes-Herrera JP, Tempelmann C, Wolbers T. Increased Hippocampal Excitability and Altered Learning Dynamics Mediate Cognitive Mapping Deficits in Human Aging. J Neurosci. 2021;41(14):3204-3221. https://doi.org/10.1523/jneurosci.0528-20.2021.
Zhu X, Han S, Geng Y, Ren W, Quan F. Brain-Derived Neurotrophic Factor-TrkB Pathway on Synaptic Plasticity in Ischemic Stroke Rats. Int Heart J. 2024;65(6):1095-1106. https://doi.org/10.1536/ihj.24-312.
Yang Y, Rao C, Yin T, Wang S, Shi H, Yan X, et al. Application and underlying mechanism of acupuncture for the nerve repair after peripheral nerve injury: remodeling of nerve system. Front Cell Neurosci. 2023;17: 1253438. https://doi.org/10.3389/fncel.2023.1253438.
Liu L, Liu M, Zhao W, Zhao YL, Wang Y. Tetrahydropalmatine Regulates BDNF through TrkB/CAM Interaction to Alleviate the Neurotoxicity Induced by Methamphetamine. ACS Chem Neurosci. 2021;12(18):3373-3386. https://doi.org/10.1021/acschemneuro.1c00373.
Castrén E, Monteggia LM. Brain-Derived Neurotrophic Factor Signaling in Depression and Antidepressant Action. Biol Psychiatry. 2021;90(2):128-136. https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2021.05.008.
Rauti R, Cellot G, D'Andrea P., Colliva A, Scaini D, Tongiorgi E, et al. BDNF impact on synaptic dynamics: extra or intracellular long-term release differently regulates cultured hippocampal synapses. Mol Brain. 2020;13(1):43. https://doi.org/10.1186/s13041-020-00582-9.















