Toxicidade induzida pelos peptídeos AB42 e AB25-35 em modelo de cultura organotípica de hipocampo de ratos

O crescimento da expectativa de vida média da população mundial tem sido acompanhado do aumento na prevalência de doenças neurodegenerativas, como a doença de Parkinson, isquemia cerebral e, especialmente, a doença de Alzheimer. A doença de Alzheimer (DA) caracteriza-se por um crescente declínio na função mental e memória do paciente. Estes sintomas são explicados por uma profunda perda neuronal e pela presença de alterações estruturais no tecido cerebral: as placas senis, extracelulares e os emaranhados neurofibrilares, intracelulares. O passo que desencadeia a neurodegeneração na DA é ainda objeto de estudo, mas a hipótese mais aceita atualmente é a de que a secreção anormal do peptídeo β amilóide (Aβ), principal componente das placas senis, dê início ao processo. O presente trabalho teve como objetivos investigar a toxicidade induzida pelo peptídeo Aβ1-42 e seu fragmento, o peptídeo Aβ25-35 em culturas organotípicas de hipocampo de ratos. Na primeira parte do trabalho, investigamos a toxicidade induzida pela exposição de culturas organotípicas de hipocampo de ratos a 10 ou 20 μM do peptídeo Aβ1-42, por 24 ou 72 h. Além disso, investigamos o envolvimento das proteínas iNOS e GSK-3β no mecanismo de morte celular induzida pelo peptídeo Aβ1-42. Na segunda parte do trabalho, investigamos a toxicidade induzida pelo fragmento Aβ25-35 na concentração de 25 μM, nos tempos de 1, 3, 6, 12, 24 ou 48 h de exposição às culturas organotípicas, e seu efeito sobre as proteínas Akt, GSK-3β e PTEN. A morte celular foi quantificada pela incorporação do iodeto de propídeo, corante marcador excluído de células sadias, e as proteínas foram quantificadas por imunodetecção com o uso de anticorpos específicos. Nossos resultados mostraram que o peptídeo Aβ1-42 apresentou toxicidade nas concentrações de 10 e 20 μM, induzindo a uma considerável morte celular após 72 h de exposição. A análise do imunoconteúdo da proteína iNOS mostrou um aumento significativo em relação ao controle, após 72 h de exposição ao peptídeo e na concentração de 20 μM. Os resultados obtidos na segunda parte do trabalho mostraram uma morte celular significativa apenas após 48 h de exposição ao peptídeo Aβ25- 35 na concentração de 25 μM. O tratamento com peptídeo Aβ25-35 levou ao aumento no estado de fosforilação da proteína Akt após 6 h de exposição e também da proteína GSK-3β, um potencial substrato da Akt. Após 12 h de exposição ao peptídeo, observamos uma diminuição de ambas as proteínas (Akt e GSK-3β). Porém, após 24 h de exposição ao peptídeo, a proteína Akt continua menos fosforilada enquanto que a proteína GSK-3β apresenta um novo pico de fosforilação. O imunoconteúdo da proteína fosfatase PTEN apresentou um aumento significativo em 24 h e 48 h. Os resultados do presente estudo mostraram que o tratamento das culturas organotípicas de hipocampo de ratos com o peptídeo Aβ1-42 como com o fragmento Aβ25-35 apresentou toxicidade após um período de aproximadamente 48 h de tratamento, e mostrou ser um bom modelo para o estudo de sua toxicidade. Com relação ao mecanismo investigado, os dados sugerem que a proteína iNOS pode estar envolvida na toxicidade induzida pelo peptídeo Aβ1-42. Além disso, sugerem que o fragmento Aβ25-35 possa exercer sua toxicidade através da inibição da via de sobrevivência celular PI3-K, por diminuir a fosforilação/ativação da proteína Akt, parecendo envolver a proteína fosfatase PTEN, principal regulador negativo da via PI3-K/Akt.

Estudo sobre a densidade de espinhos dentríticos de neurônios da amígdala medial póstero-dorsal de ratos em diferentes condições experimentais

O núcleo medial da amígdala (AMe), cujo um de seus componentes tem localização póstero-dorsal (AMePD), é uma estrutura encefálica que apresenta plasticidade morfofuncional em seus neurônios e modula vários comportamentos sociais e reprodutivos em ratos. Os objetivos do presente estudo foram determinar a densidade de espinhos dendríticos de neurônios da AMePD de ratos nas seguintes condições experimentais: 1) machos adultos e não manipulados experimentalmente, para estudar separadamente os neurônios multipolares de tipo bipenachados e estrelados; 2) machos adultos submetidos ao estresse de contenção por 1 h, por 6 h ou por 28 dias; 3) machos adultos criados em “ambiente enriquecido” por 3 semanas; e, 4) em machos com idade avançada (24 meses), estudá-los na velhice. Todos os animais (N = 6 em cada grupo) foram manipulados em condições éticas e submetidos ao método de Golgi do tipo “single-section”. Nos animais dos grupos controle e submetidos ao estresse de contenção, adicionalmente as adrenais foram retiradas e pesadas. Para o estudo dos neurônios da AMePD, os encéfalos foram seccionados em vibrátomo e os cortes coronais foram colocados, após fixação, em solução de dicromato de potássio e em nitrato de prata. Neurônios bem impregnados e indubitavelmente presentes na AMePD foram selecionados para estudo.Os espinhos presentes nos primeiros 40 μm dendríticos foram desenhados com auxílio de uma câmara clara, acoplada a microscópio óptico, em aumento de 1000X. Cada animal teve 8 ramos dendríticos selecionados, um por neurônio diferente, perfazendo 48 ramos ao total em cada grupo experimental. Para o primeiro objetivo, as médias da densidade de espinhos dendríticos dos neurônios multipolares bipenachados e estrelados foram comparados pelo teste “t” de Student. Para os demais, as médias das densidades de espinhos dendríticos dos ratos nos grupos estudados nas diferentes condições experimentais foram comparados entre todos os grupos experimentais pela ANOVA de uma via, tendo-se o grupo controle (obtido do primeiro experimento) como o mesmo para todos os outros grupos manipulados experimentalmente. A seguir, os dados foram analisados pelo teste post-hoc de Tukey tendo-se selecionado as comparações mais pertinentes aos grupos experimentais estudados. Em todos os casos o nível de significância foi estabelecido em p < 0,05. A densidade de espinhos dendríticos (média + e.p.m do número de espinhos por μm dendrítico) foi de 3,07 + 0,1 e 3,12 + 0,05 para os neurônios bipenachados e estrelados, respectivamente. Os dois tipos de neurônios multipolares não apresentaram diferença estatisticamente significativa na densidade de espinhos dendríticos entre si (p = 0,6). Desta forma, aleatoriamente selecionou-se parte dos resultados de ambos os tipos celulares que foram somados para gerar o grupo controle. Nos grupos experimentais estudados a seguir, os dois tipos morfológicos contribuíram indistintamente para os valores obtidos. Os resultados da ANOVA de uma via indicaram que em tais grupos houve diferença estatisticamente significativa quando os dados foram comparados entre si [F(5,35) = 10,736; p < 0,01]. O teste post hoc de Tukey demonstrou que o grupo submetido ao estresse de contenção por 1 h possui uma menor densidade de espinhos dendríticos em comparação ao grupo controle (1,94 + 0,08 e 2,95 + 0,16; respectivamente; p < 0,01). Tal redução foi de mais de 34% em relação ao grupo controle. Já os grupos submetidos ao estresse por 6 h e ao estresse por 28 dias (média + e.p.m = 2,52 + 0,11 e 3,07 + 0,03; respectivamente), não apresentaram diferença estatisticamente significativa em relação ao grupo controle (p > 0,05). O peso relativo das adrenais apresentou diferença estatisticamente significativa entre os grupos controle e submetidos ao estresse de contenção [F (3,29) = 48,576; p < 0,01]. O grupo estressado cronicamente apresentou o peso relativo das adrenais maior do que qualquer outro dos grupos estudados (p < 0,01). O teste post hoc de Tukey demonstrou que o grupo submetido ao enriquecimento ambiental apresentou uma diminuição significativa na densidade de espinhos dendríticos em relação ao grupo controle (2,39 + 0,12 e 2,95 + 0,16; respectivamente; p < 0,05) e que tal redução foi de 19% (p < 0,05). Por fim, o teste post hoc de Tukey também indicou que os ratos velhos não apresentaram diferença estatisticamente significativa no valor da densidade de espinhos dendríticos em relação ao grupo controle (2,55 + 0,16 e 2,95 + 0,16; respectivamente; p > 0,05). Os resultados demonstram a plasticidade neural que ocorre na AMePD, específica para a condição experimental estudada. As modificações no número dos espinhos dendríticos na AMePD podem ser uma conseqüência do funcionamento da microcircuitaria local e da hodologia desta estrutura no contexto da organização geral do SNC do rato, como decorrência de ações hormonais nessa estrutura nervosa.

Efeitos do exercício intermitente de alta intensidade e da suplemantação alimentar com carboidratos no metabolismo de glicídios em ratos treinados

Resumo não disponível

Efeito do ácido glutárico sobre parâmetros do sistema glutamatérgico em cérebro de ratos ao longo do desenvolvimento

A acidemia glutárica do tipo I (AG I) é um erro inato do metabolismo causado pela deficiência da glutaril-CoA desidrogenase (GCDH), uma enzima responsável pelo catabolismo da lisina, hidroxilisina e triptofano. A deficiência da atividade da GCDH leva ao acúmulo nos fluidos corporais e no cérebro predominantemente de ácido glutárico (AG) e em menor grau do ácido 3- hidroxiglutárico e do ácido glutacônico. Clinicamente, os pacientes apresentam macrocefalia ao nascimento e uma hipomielinização ou desmielinização progressiva do córtex cerebral. Crises de descompensação metabólica ocorrem usualmente entre 6 e 24 meses de vida, resultando numa destruição irreversível de regiões cerebrais suscetíveis, em particular o estriado, e subseqüentemente alterações severas dos movimentos, como distonia e discinesia. Apesar dos sintomas neurológicos severos e alterações neuropatológicas cerebrais importantes (atrofia cerebral), os mecanismos que levam ao dano cerebral na AG I são pouco conhecidos. No presente estudo, investigamos o efeito in vitro do AG sobre vários parâmetros do sistema glutamatérgico, tais como a união de glutamato a membranas plasmáticas sinápticas na presença e ausência de sódio, a captação de glutamato por fatias cerebrais e a liberação de glutamato induzida por potássio por preparações sinaptossomais de córtex cerebral e estriado ou cérebro médio de ratos ao longo do desenvolvimento. Primeiro, observamos que o AG diminui a união de glutamato Na+-independente a membranas sinápticas de córtex cerebral e cérebro médio de ratos de 7 e 15 dias de vida, evidenciando uma possível competição entre o glutamato e o AG por sítios de receptores glutamatérgicos. Visto que uma diminuição da união de glutamato Na+- independente pode representar uma interação do AG com receptores glutamatérgicos, investigamos se AG interage com receptores glutamatérgicos pela adição de antagonistas de receptores NMDA e não-NMDA. Verificamos que, em córtex cerebral de ratos de 15 dias de vida, o AG e o CNQX (antagonista de receptores não-NMDA) diminuem a união de glutamato em 20 e 40 %, respectivamente, e que a co-incubação desses compostos não provoca um efeito aditivo, sugerindo que a união do AG e do CNQX ao receptor não-NMDA ocorre provavelmente através do mesmo sítio. Resultados semelhantes foram encontrados em cérebro médio de ratos de 15 dias de vida. Por outro lado, o AG não alterou a união de glutamato na presença de sódio tanto em córtex cerebral como em cérebro médio e/ou estriado, sugerindo que o AG não compete pelos transportadores de glutamato. Também observamos que o AG diminui a captação de glutamato por fatias de córtex cerebral de ratos de 7 dias de vida, o que pode provavelmente resultar num excesso de glutamato na fenda sináptica levando à excitotoxicidade, o que pode ser relacionado com o dano cerebral característico dos pacientes com AG I. A inibição da captação de glutamato por fatias não foi prevenida pela pré-incubação com creatina e N-acetilcisteína, sugerindo que essa ação do AG provavelmente não se deva a um efeito indireto reduzindo o metabolismo energético ou aumentando a produção de radicais livres. Finalmente, verificamos que o AG não alterou a liberação de glutamato estimulada por potássio por sinaptossomas. Assim, concluímos que o AG pode alterar o sistema glutamatérgico durante o desenvolvimento cerebral, resultando em possíveis ações deletérias sobre o SNC que podem explicar ao menos em parte a neuropatogenia da AG I.