A produção de neopterina no sistema nervoso central e seus efeitos citoprotetor e pontencializador cognitivo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Oliveira, Karina Ghisoni de
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/169548
Resumo: Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2015.
id UFSC_4f2b4f8e6625c9e7a7649c7b42f39a03
oai_identifier_str oai:repositorio.ufsc.br:123456789/169548
network_acronym_str UFSC
network_name_str Repositório Institucional da UFSC
repository_id_str 2373
spelling A produção de neopterina no sistema nervoso central e seus efeitos citoprotetor e pontencializador cognitivoNeurociênciasNeopterinaMemóriaSistema nervoso centralCogniçãoTese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2015.O declínio de funções cognitivas básicas, como o aprendizado e a memória, é uma condição associada com o processo natural de envelhecimento e com diferentes patologias neurológicas e neurodegenerativas. Embora algumas estratégias farmacológicas têm sido aplicadas para prevenir e/ou atenuar os déficits observados nessa condição a descoberta de novas ferramentas nootrópicas é alvo da indústria farmacêutica. A neopterina, um metabólito secundário da via de síntese de novo da tetrahidrobiopterina, é encontrada em concentrações aumentadas em fluidos biológicos de indivíduos afetados por patologias que apresentam ativação do sistema imune, porém o seu efeito é pouco explorado. A grande maioria dos estudos disponíveis na literatura a descrevem como um composto inerte, e uma pequena parcela associa tratamentos in vitro dessa pterina com efeitos relacionados a estresse eletrofílico, porém a sua função no sistema nervoso central não é conhecida. Considerando que estresse eletrofílico pode ativar vias de proteção celular, o presente trabalho investigou o possível efeito da neopterina como um potencializador cognitivo. Para isto, o efeito da administração intracerebroventricular (i.c.v.) de neopterina foi estudado sobre parâmetros comportamentais e relacionados ao estresse oxidativo e inflamação, no cérebro de diversas cepas de roedores (camundongos Suíços de 60 dias de vida; nocautes para a citocina IL-10 (IL-10(-/-)) de17 meses de vida; camundongos VGV de 60 dias de vida, camundongos C57BL/6 de 60 dias de vida; e ratos Wistar de 60 dias de vida. Ainda, a síntese e o efeito in vitro da neopterina foram também investigados em sistemas experimentais (culturas primárias de células nervosas humanas, células gliais C6 e cultura primária de astrócitos estriatais e hipocampais de ratos) onde foi gerado estresse eletrofílico pela adição do oxidante peróxido de hidrogênio ou do inibidor da cadeia respiratória, azida sódica; ou ainda indução de inflamação por agentes pro-inflamatórios. Os resultados demonstraram que a administração i.c.v. de neopterina (0,4 ou 4 pmol) facilitou a aquisição e consolidação da memória sem modificar a atividade locomotora espontânea em camundongos Suíços, IL-10(-/-) e ratos Wistar. Por outro lado, este mesmo tratamento conseguiu prevenir as deficiências na locomoção induzidas pelo lipopolissacarídeo bacteriano (LPS; 0,33 mg/kg; intraperitoneal) em animais IL-10(-/-). Em concordância com os resultados comportamentais relacionados a memória, a administração i.c.v. de neopterina diminuiu o limiar para a potenciação de longo prazoem fatias hipocampais de ratos Wistar. Adicionalmente, a administração i.c.v. de neopterina aumentou a resistência ao estresse oxidativo tecidual, por aumentar as concentrações de glutationa, tióis livres e atividade de enzimas antioxidantes e por diminuir a peroxidação lipídica em camundongos Suíços. A neopterina também demonstrou atividade anti-inflamatória por prevenir o aumento das concentrações de IL-6 induzida pela administração de LPS em animais IL-10(-/-). In vitro, foi observado que o bloqueio da função mitocondrial em fatias hipocampais de camundongos Suíços resulta em liberação extracelular de neopterina. Em culturas primárias de células humanas neurais (astrócitos, neurônios e microglia) a produção e liberação de neopterina para o meio extracelular foi induzida por fatores inflamatórios como interferon-? e LPS. Em concordância com os resultados encontrados in vivo, o prétratamento com neopterina em sistemas in vitro preveniu o estresse oxidativo induzido por peróxido de hidrogênio e azida. Além disso, a incubação com neopterina promoveu um aumento da marcação para o fator nuclear eritróide 2 relacionado ao fator 2 (Nrf2) e o conteúdo da enzima hemeoxigenase-1. Finalmente, a captação de glutamato e cálcio foram analisadas como forma de melhor entender o efeito da neopterina sobre a LTP, onde foi observado a que neopterina aumentou a captação de glutamato tanto em fatias hipocampais quanto em células C6, além de aumentar a mobilização de cálcio intracelular em astrócitos hipocampais de ratos Wistar. Em conjunto estes resultados sugerem que a neopterina apresenta um efeito potencializador da cognição, facilitando a aquisição da memória e tem ação citoprotetora via ativação de Nrf2.<br>Abstract : The impairment of basic cognitive functions, such as learning and memory, is a condition associated with both the natural process of aging and several neurological and neurodegenerative disorders. Even though some therapeutic strategies have been applied to cognitive impairments prevention or attenuation in these conditions, the discovery of new nootropic tools is a target of the pharmaceutical industry. Neopterin, a secundary metabolite of the tetrahydrobiopterin de novo biosynthetic pathway, is found at increased levels in biological fluids from patients of pathologies with immune system activation; however, its role on the central nervous system is virtually unknown. Most of the studies available on the literature have described neopterin as an inert compound, and some of them associated the in vitro exposure to the pterin with eletrophilic stress-related effects. Taking into consideration that eletrophilic stress can activate cellular protective pathways, the present work investigated the potential effect of neopterin as a cognitive potentiator. Thus, the effect of neopterin intracerebroventricular (i.c.v.) administration was investigated on behavior and parameters related to oxidative stress and inflammation in the brain from several rodent strains (60 day old Swiss and C57BL/6 mice; 17 month old IL-10 cytokine knockout (IL-10(-/-)); and 60 day old Wistar rats). In addition, neopterin synthesis and in vitro effects were investigated in experimental systems (human primary nervous cell cultures, C6 glial cell line and rat primary hippocampal and striatal astrocytes culture) in which eletrophilic stress was induced by the addition of the oxidant hydrogen peroxide or the mitochondrial respiratory chain inhibitor, sodium azide; or pro-inflammatory agents to induce inflammation. The results demonstrated that neopterin (0.4 or 4 pmol) i.c.v. adiministration improved memory acquisition and consolidation without affect spontaneous locomotor activity in Swiss and IL-10(-/-) mice and Wistar rats. Still, the same treatment prevented locomotor impairments induced by the bacterial lipopolysaccharide (LPS; 0.33 mg/kg; intraperitoneal) in IL-10(-/-) mice. In agreement with the behavioral results related to memory, neopterin i.c.v. administration reduced the long term potentiation in Wistar rats hippocampal slices. Moreover, neopterin i.c.v. administration increased the resistance to oxidative stress by increasing glutathione and free thiol levels and antioxidant enzymes activities and decreasing lipid oxidation in Swiss mice brain. Neopterin also showed anti-inflammatory activity by preventing IL-6 levels increase induced by LPS in IL-10(-/-) mice. In vitro, it was observed that the mitochondrial function blockage in Swiss mice hippocampal slices results in neopterin extracellular release. In human primary neural cell cultures (astrocytes, neurons and microglia), neopterin production and release for the extracellular medium was induced by inflammatory factors as interferon-? and LPS. In agreement with the in vivo results, the pretreatment with neopterin in in vitro systems prevented the hydrogen peroxide and azide-induced oxidative stress. Furthermore, neopterin exposure promoted an increase in nuclear factor (erythroidderived 2)-like 2 (Nrf2) staining and the heme oxygenase-1 enzyme content. Finally, glutamate and calcium uptake were analyzed in order to improve the understanding regarding neopterin effects on LTP, and it was observed that neopterin increased glutamate uptake both in hippocampal slices and C6 cell line and increased calcium influx in Wistar rats hippocampal astrocytes culture. These results suggest that neopterin exerts a cognitive potentiator role, facilitating memory acquisition and has a cytoprotective action through Nrf2 activation.Latini, Alexandra SusanaUniversidade Federal de Santa CatarinaOliveira, Karina Ghisoni de2016-10-19T13:08:27Z2016-10-19T13:08:27Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis116 p.| il., grafs., tabs.application/pdf339053https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/169548porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2016-10-19T13:08:27Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/169548Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732016-10-19T13:08:27Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
dc.title.none.fl_str_mv A produção de neopterina no sistema nervoso central e seus efeitos citoprotetor e pontencializador cognitivo
title A produção de neopterina no sistema nervoso central e seus efeitos citoprotetor e pontencializador cognitivo
spellingShingle A produção de neopterina no sistema nervoso central e seus efeitos citoprotetor e pontencializador cognitivo
Oliveira, Karina Ghisoni de
Neurociências
Neopterina
Memória
Sistema nervoso central
Cognição
title_short A produção de neopterina no sistema nervoso central e seus efeitos citoprotetor e pontencializador cognitivo
title_full A produção de neopterina no sistema nervoso central e seus efeitos citoprotetor e pontencializador cognitivo
title_fullStr A produção de neopterina no sistema nervoso central e seus efeitos citoprotetor e pontencializador cognitivo
title_full_unstemmed A produção de neopterina no sistema nervoso central e seus efeitos citoprotetor e pontencializador cognitivo
title_sort A produção de neopterina no sistema nervoso central e seus efeitos citoprotetor e pontencializador cognitivo
author Oliveira, Karina Ghisoni de
author_facet Oliveira, Karina Ghisoni de
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Latini, Alexandra Susana
Universidade Federal de Santa Catarina
dc.contributor.author.fl_str_mv Oliveira, Karina Ghisoni de
dc.subject.por.fl_str_mv Neurociências
Neopterina
Memória
Sistema nervoso central
Cognição
topic Neurociências
Neopterina
Memória
Sistema nervoso central
Cognição
description Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2015.
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016-10-19T13:08:27Z
2016-10-19T13:08:27Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv 339053
https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/169548
identifier_str_mv 339053
url https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/169548
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 116 p.| il., grafs., tabs.
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSC
instname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron:UFSC
instname_str Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
instacron_str UFSC
institution UFSC
reponame_str Repositório Institucional da UFSC
collection Repositório Institucional da UFSC
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1808652223451758592

Registros relacionados