Papel dos receptores colinérgicos do tipo nicotínico alfa7 (alfa7nAchR) na prevenção do desenvolvimento de resistência à insulina em células hipotalâmicas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Amaral, Camila Libardi do, 1991-
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/20.500.12733/12117
Resumo: Orientador: Marcio Alberto Torsoni
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spelling Papel dos receptores colinérgicos do tipo nicotínico alfa7 (alfa7nAchR) na prevenção do desenvolvimento de resistência à insulina em células hipotalâmicasRole of alpha7 nicotinic acetylcholine receptor (alpha7nAchR) in preventing insulin resistance in hypothalamic cellsReceptor nicotínico de acetilcolina alfa7InflamaçãoResistência à insulinaHipotálamoNeurôniosAlpha7 nicotinic acetylcholine receptorInflammationInsulin resistanceHypothalamusNeuronsOrientador: Marcio Alberto TorsoniTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências AplicadasResumo: A resistência à insulina em neurônios hipotalâmicos está associada a diversas alterações do metabolismo energético, além de ser um importante fator na patogênese de doenças neurodegenerativas. Seu desenvolvimento está intimamente associado a um processo neuroinflamatório, orquestrado principalmente pela ativação de células da micróglia. Neste sentido, nosso estudo está voltado para a investigação de um alvo envolvido na regulação do processo inflamatório e amplamente expresso no hipotálamo, mas ainda pouco estudado no contexto da resistência à insulina hipotalâmica: o receptor nicotínico de acetilcolina ?7 (?7nAchR). Para reproduzir as interações fisiológicas que ocorrem entre neurônios e células da micróglia durante o processo neuroinflamatório em um modelo in vitro, a linhagem celular de neurônio hipotalâmico mHypoA-2/29 foi exposta ao meio condicionado obtido a partir da linhagem de micróglia BV-2 tratada com LPS. Neurônios mHypoA-2/29 expostos ao meio condicionado microglial (MCM) apresentaram um aumento da expressão das citocinas pró-inflamatórias IL-6, IL-1? e TNF-?, além de desenvolverem resistência à insulina. A ativação do receptor ?7nAchR com o agonista seletivo PNU-282987 preveniu a inflamação induzida pelo meio condicionado, inibindo a translocação nuclear de NF-?B e promovendo um aumento da expressão gênica de IL-10 e tristetraprolina (TTP). Para confirmar que estes efeitos foram de fato mediados pelo receptor ?7nAchR, uma linhagem mHypoA-2/29 knockout para o gene que codifica o receptor ?7nAchR (Chrna7) foi desenvolvida via CRISPR/Cas9. Nas células knockout, o efeito do PNU de atenuar o aumento da expressão de citocinas pró-inflamatórias e de promover a expressão de IL-10 e TTP foi perdido. A ação anti-inflamatória do receptor ?7nAchR também foi acompanhada por uma melhora da sensibilidade à insulina e por uma menor ativação de marcadores relacionados à neurodegeneração, como GSK3 e tau. Estes efeitos foram perdidos pelo knockdown de Chrna7 via siRNA e pela inibição farmacológica do receptor e de proteínas downstream de sua via de sinalização, como JAK2 e STAT3. Por fim, reportamos que a deleção do receptor ?7nAchR em neurônios mHypoA-2/29 foi marcada por uma pronunciada redução da viabilidade e da proliferação celulares. Tomados em conjunto, estes resultados mostram que a ativação da sinalização anti-inflamatória de ?7nAchR em neurônios hipotalâmicos exerce efeitos neuroprotetores e atenua o desenvolvimento de resistência à insulina induzida por mediadores pró-inflamatórios secretados por células da micrógliaAbstract: Neuronal hypothalamic insulin resistance is implicated with energy balance dysregulation and contributes to the pathogenesis of several neurodegenerative diseases. Its development has been intimately associated with a neuroinflammatory process mainly orchestrated by activated microglial cells. In this regard, our study aims to investigate a target highly expressed in the hypothalamus and involved in the regulation of the inflammatory process, but still poorly investigated within the context of insulin resistance: the ?7 nicotinic acetylcholine receptor (?7nAchR). To reproduce the physiological interactions that occur between neurons and microglia cells during the neuroinflammatory process in an in vitro model, the hypothalamic neuronal cell line mHypoA-2/29 was exposed to the conditioned medium obtained from BV-2 microglia cells treated with LPS. mHypoA-2/29 neurons exposed to the microglial conditioned medium (MCM) showed higher expression of the pro-inflammatory cytokines IL-6, IL-1? and TNF-?, in addition to developing insulin resistance. Activation of the ?7nAchR receptor with the selective agonist PNU-282987 prevented the inflammation induced by the conditioned medium, inhibiting NF-?B nuclear translocation and promoting an increase in IL-10 and tristetraprolin (TTP) gene expression. To confirm that these effects were indeed mediated by the ?7nAchR receptor, an mHypoA-2/29 knockout cell line for the gene encoding the ?7nAchR receptor (Chrna7) was developed via CRISPR/Cas9. In knockout cells, the effect of PNU to prevent the increase in the expression of pro-inflammatory cytokines and to promote the expression of IL-10 and TTP were lost. The anti-inflammatory action of the ?7nAchR receptor was also accompanied by an improvement in insulin sensitivity and a lower activation of neurodegeneration-related markers, such as GSK3 and tau. These effects were lost by the knockdown of Chrna7 via siRNA and by the pharmacological inhibition of the receptor and downstream proteins such as JAK2 and STAT3. Finally, we report that the deletion of the ?7nAchR receptor in mHypoA-2/29 neurons was marked by a pronounced reduction in cell viability and proliferation. Taken together, these results show that activation of ?7nAchR anti-inflammatory signaling in hypothalamic neurons exerts neuroprotective effects and prevents the development of insulin resistance induced by pro-inflammatory mediators secreted by microglial cellsDoutoradoMetabolismo e Biologia MolecularDoutora em Ciências da Nutrição e do Esporte e MetabolismoFAPESP2016/23833-6[s.n.]Torsoni, Marcio Alberto, 1967-Oliveira, Maria Cláudia Gonçalves dePauli, José RodrigoMoraes, Karen Cristiane Martinez deVieira, Luciene BrunoUniversidade Estadual de Campinas. Faculdade de Ciências AplicadasPrograma de Pós-Graduação em Ciências da Nutrição e do Esporte e MetabolismoUNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINASAmaral, Camila Libardi do, 1991-20222022-04-28T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdf1 recurso online (92 p.) : il., digital, arquivo PDF.https://hdl.handle.net/20.500.12733/12117AMARAL, Camila Libardi do. Papel dos receptores colinérgicos do tipo nicotínico alfa7 (alfa7nAchR) na prevenção do desenvolvimento de resistência à insulina em células hipotalâmicas. 2022. 1 recurso online (92 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Aplicadas, Limeira, SP. Disponível em: https://hdl.handle.net/20.500.12733/12117. 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