Efeitos da inibição da enzima PARP1 em resposta ao estresse oxidativo induzido in vitro em modelos neurais humanos

• Autor(a) principal: Piassi, Larissa de Oliveira
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17135/tde-10042023-084818/
• topic: Cell death; Danos oxidativos; Inibição de PARP1; Modelos neurais; Morte celular; Neural models; Oxidative damage; PARP1; PARP1; PARP1 inhibition; Poli (ADP-ribose) polimerase-1; Poly (ADP-ribose) polymerase-1

A poli (ADP-ribose) polimerase 1 (PARP1) é uma enzima com múltiplas funções celulares, predominantemente ativada por danos no DNA. A superexpressão de PARP1 tem sido associada a diversos distúrbios neurodegenerativos e o papel do estresse oxidativo tem sido investigado em relação à sua associação com a extensa ativação de PARP1, que pode causar uma crise energética e, finalmente, morte celular. Assim, a inibição de PARP1 tem sido considerada na literatura como uma nova possibilidade de intervenção terapêutica para várias doenças neurodegenerativas. Neste estudo, testamos a hipótese de que a inibição de PARP1 poderia proteger as células neurais contra danos oxidativos. Nosso objetivo foi caracterizar os efeitos da inibição de PARP1 por NU1025 contra danos induzidos in vitro pelo H2O2. Células SH-SY5Y (indiferenciadas e diferenciadas em neurônios), NPC5461 e PC12 foram utilizadas como sistemas modelo. Todas as células foram tratadas com NU1025 (20min) e H2O2 (4h), isoladamente ou em combinação, e analisadas após 24h. A inibição de PARP1 pelo composto NU1025 associada à indução de danos oxidativos pelo H2O2, causou uma redução significativa na viabilidade celular (mais de 40% em todos os modelos celulares), o que não foi observado nos tratamentos com os compostos utilizados isoladamente (H2O2 ou NU1025). Nas células SH-SY5Y indiferenciadas, o tratamento com H2O2 promoveu uma redução significativa na proporção G0/G1 (~9%) e um aumento significativo em Sub-G1 (~12%), os quais não foram observados nos neurônios; já o tratamento combinado (inibidor de PARP1 e H2O2) aumentou significativamente a proporção Sub-G1, tanto nas células indiferenciadas (~16%) quanto nos neurônios (~30%). Nos ensaios de morte celular, foi observado um aumento significativo na porcentagem de células necróticas após o tratamento com H2O2 (~17%), o qual foi potencializado pela combinação com o inibidor (NU1025 + H2O2) (~40%); no entanto, esses efeitos foram observados apenas em células SH-SY5Y indiferenciadas. Nestas, o tratamento combinado também provocou um aumento significativo nas quebras no DNA (~16%) e nos níveis intracelulares (~67%) e mitocondriais (~21%) do radical superóxido (O2). Por outro lado, uma redução significativa no potencial de membrana mitocondrial (ΔΨm) foi promovida pelo tratamento com H2O2 (~35%), mas um efeito menos proeminente, mas ainda significativo, foi observado quando combinado com NU1025 (~29%). Alterações na massa mitocondrial não foram observadas em nenhum dos tratamentos. A expressão proteica de SOD1 foi aumentada significativamente (2,5 vezes) quando células indiferenciadas foram tratadas apenas com H2O2, mas na combinação de NU1025 e H2O2 esse aumento não foi observado. Como um todo, nossos resultados indicam que a redução da viabilidade celular em resposta à inibição de PARP1 seguida de indução de dano oxidativo possivelmente ocorreu como resultado do aumento de O2- intracelular, promovido pela baixa expressão de SOD1, que gerou danos ao DNA e, consequentemente, a morte celular. Assim, a inibição de PARP1 intensificou os níveis de dano oxidativo em células SH-SY5Y indiferenciadas e neurodiferenciadas, PC12 e NPC5461. Esses resultados destacam o papel crucial da PARP1 no reparo do DNA e nos mecanismos de defesa antioxidante, indicando que a inibição da PARP1 não parece representar um alvo terapêutico adequado para fundamentar novas estratégias terapêuticas para pacientes com doenças neurodegenerativas.