Interleukin-1β increases neuronal death in the hippocampal dentate gyrus associated with status epilepticus in the developing rat

Abstract

Background: Interleukin-1β (IL-1β) increases necrotic neuronal cell death in the CA1 area after induced status epilepticus (SE) in developing rats. However, it remains uncertain whether IL-1β has a similar effect on the hippocampal dentate gyrus (DG). In this study, we analysed the effects of IL-1β on 14-day-old Wistar rats experiencing DG neuronal death induced by SE. Methods: SE was induced with lithium-pilocarpine. Six hours after SE onset, a group of pups was injected with IL-1β (at 0, 0.3, 3, 30, or 300 ng/μL) in the right ventricle; another group was injected with IL-1β receptor (IL-1R1) antagonist (IL-1Ra, at 30 ng/μL) of IL-1RI antagonist (IL-1Ra) alone, and an additional group with 30 ng/μL of IL-1Ra plus 3 ng/μL of IL-1β. Twenty-four hours after SE onset, neuronal cell death in the dentate gyrus of the dorsal hippocampus was assessed using haematoxylin–eosin staining. Dead cells showed eosinophilic cytoplasm and condensed and fragmented nuclei. Results: We observed an increased number of eosinophilic cells in the hippocampal DG ipsilateral to the site of injection of 3 ng/μL and 300 ng/μL of IL-1β in comparison with the vehicle group. A similar effect was observed in the hippocampal DG contralateral to the site of injection of 3 ng/μL of IL-1β. Administration of both of IL-1β and IL-1Ra failed to prevent an increase in the number of eosinophilic cells. Conclusion: Our data suggest that IL-1β increases apoptotic neuronal cell death caused by SE in the hippocampal GD, which is a mechanism independent of IL-1RI activation. Resumen: Introducción: La interleucina 1β (IL-1β) aumenta la muerte neuronal necrótica debido al estado epiléptico (EE) en el área CA1 del hipocampo de ratas en desarrollo; sin embargo, se desconoce si ejerce un efecto similar en el giro dentado (GD) hipocampal. El objetivo de esta investigación fue analizar el efecto de IL-1β en la muerte neuronal inducida por el EE en el GD de ratas Wistar de 14 días de edad. Métodos: El EE se indujo con el modelo de litio-pilocarpina. Seis horas después del inicio del EE, la IL-1β se inyectó intracerebroventricularmente (0, 0,3, 3, 30 o 300 ng/μl); grupos adicionales se inyectaron con el antagonista natural del receptor tipo i (IL-1RI) de IL-1β (IL-1Ra, 30 ng/μl) en ausencia o presencia de IL-1β (3 ng/μl). La muerte neuronal se evaluó en la capa granular del GD 24 h después del EE mediante la tinción de hematoxilina-eosina. Las células muertas se caracterizaron por presentar citosol eosinofílico y núcleos condensados y fragmentados. Resultados: Se observó un incremento en el número de células eosinofílicas en el GD ipsilateral a la inyección de 3 y 300 ng/μl de IL-1β en comparación con el grupo vehículo; en el GD contralateral se observó un efecto similar únicamente con 3 ng/μl de IL-1β. La coadministración de IL-1β con el IL-1Ra no evitó el aumento en el número de células eosinofílicas. Conclusión: La IL-1β aumenta la muerte neuronal con morfología apoptótica provocada por el EE en el GD del hipocampo, mecanismo independiente de la activación del receptor IL-1RI. Keywords: Interleukin-1β, Status epilepticus, Dentate gyrus, Hippocampus, Neuronal cell death, Developing rat, Palabras clave: Interleucina-1β, Estado epiléptico, Giro dentado, Hipocampo, Muerte neuronal, Rata en desarrollo