Effect of exposure to low doses of ozone on interleukin 17A expression during progressive neurodegeneration in the rat hippocampus

Abstract

Introduction: Chronic exposure to low doses of ozone causes oxidative stress and loss of regulation of the inflammatory response, leading to progressive neurodegeneration. Objective: We studied the effect of chronic exposure to low doses of ozone on IL-17A concentration and expression in neurons, microglia, astrocytes, and T cells in the rat hippocampus. Methods: We used 72 Wistar rats, divided into 6 groups (n = 12): a control group (no ozone exposure) and 5 groups exposed to ozone (0.25 ppm, 4 h daily) for 7, 15, 30, 60, and 90 days. We processed 6 rats from each group to quantify IL-17A by ELISA; the remaining 6 were processed for immunohistochemistry (against IL-17A and GFAP, Iba1, NeuN, and CD3). Results: The ELISA study data showed a significant increase in IL-17A concentrations in the 7-, 15-, 30-, and 60-day exposure groups, with regard to the control group (P < .05). Furthermore, they indicate that hippocampal neurons were the cells showing greatest immunoreactivity against IL-17A between 60 and 90 days of exposure to ozone; we also observed an increase in activated astrocytes in the 30- and 60-day exposure groups. Conclusion: Exposure to ozone in rats induces an increase in IL-17A expression, mainly in hippocampal neurons, accompanied by hippocampal astrocyte activation during chronic neurodegeneration, similar to that observed in Alzheimer disease in humans. Resumen: Introducción: La exposición crónica a bajas dosis de ozono causa un estado de estrés oxidativo y pérdida de la regulación de la respuesta inflamatoria, lo cual lleva a un proceso de neurodegeneración progresiva. Objetivo: Estudiar el efecto de la exposición crónica a bajas dosis de ozono sobre la concentración de IL-17A y su expresión en neuronas, microglía, astrocitos y células T en hipocampo de ratas. Métodos: Se utilizaron 72 ratas Wistar, divididas en 6 grupos (n = 12): control (sin ozono) y expuestos a ozono (0,25 ppm, 4 h diarias) durante 7, 15, 30, 60 y 90 días, respectivamente. Seis sujetos de cada grupo fueron procesados para cuantificar IL-17A por ELISA y los 6 restantes para inmunohistoquímica (frente a IL-17A y GFAP, Iba1, NeuN o CD3). Resultados: Los datos obtenidos por el ELISA mostraron un incremento significativo en las concentraciones de IL-17A en los grupos de 7, 15, 30 y 60 días de exposición, comparados con el control (p < 0,05). Los resultados muestran que las neuronas del hipocampo son las células con una mayor inmunorreactividad frente a IL-17A entre los 60 y 90 días de exposición a ozono; además, se observó un aumento de astrocitos activados en los grupos de 30 y 60 días de exposición. Conclusión: La exposición a ozono induce un incremento en la expresión de la IL-17A, principalmente en las neuronas hipocampales, acompañado de una activación de astrocitos en el hipocampo de ratas durante el proceso de neurodegeneración progresiva, similar a lo que ocurre en la enfermedad de Alzheimer en humanos.

Keywords

• Ozono
• Neuroinflamación
• Interleucina 17A
• Neuronas
• Microglía
• Astrocitos