dc.creator | Azzolin, Verônica Farina | |
dc.date.accessioned | 2019-10-25T22:15:48Z | |
dc.date.available | 2019-10-25T22:15:48Z | |
dc.date.issued | 2018-06-11 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/18688 | |
dc.description.abstract | Pyridostigmine bromide (PB) is a reversible acetylcholinesterase inhibitor (AChE), and the first line of
symptoms associated with neuromuscular junction disorders (JNM) and has been used prophylactically
in the Persian Gulf War (GWI), for prevention of post-traumatic stress, exposure to heat and pesticides.
The role of PB in relation to GWI disease, which includes symptoms such as fatigue, cognitive and
musculoskeletal dysfunction, is still controversial. Since it is used alone it does not appear to present
intense toxic effects, however associated to other drugs and chemical agents it becomes genotoxic and
inducer of apoptosis in animals. Therefore, the objective of this study was to evaluate the interaction
between PB and superoxide-hydrogen peroxide (S-HP) imbalance in the cytogenotoxicity of neural and
mononuclear immune cells. Three experimental designs were conducted. The first study aimed to
evaluate the effect of CP on cytotoxicity and genotoxicity in SHSY-5Y neural cells. An in vitro
investigation using human neural cells (SHSY-5Y) was performed. Cells were exposed to PB in different
concentrations, based on the plasma drug concentration for the treatment of Myasthenia Gravis MG (40
ng / mL). The concentration curve of the drug showed an inhibition of AChE activity. However, this effect
was transient and did not involve the regulation of AChE gene expression. In general, PB did not trigger
oxidative stress except at the highest concentration (80 ng/mL), protein damage and DNA damage
were detected. Genotoxic effects were confirmed by increased expression of p53 and DNA
methyltransferase 1 (DNMT1) genes, which are associated with cellular DNA repair. The concentration
of 40 ng/mL, which is the minimal therapeutic dose, showed a less intense cytotoxic effect, promoting a
greater cell proliferation and mitochondrial activity compared to the untreated group. These effects were
corroborated by increased telomerase gene expression. Two other protocols were conducted to
evaluate the genetic influence associated with the basal oxidative imbalance of S-HP triggered by the
unique nucleotide polymorphism of the enzyme superoxide dismutase 2 (Val16Ala-SOD2 SNP, rs4880).
The VV genotype presents higher levels of basal superoxide (O2
-), whereas AA exhibits higher levels of
basal hydrogen peroxide (H2O2) when compared to that of the AV genotype. Therefore, the objective
was to evaluate whether the Val16Ala-SOD2 polymorphism could alter the cytotoxic effects triggered by
different concentrations of PB in peripheral blood mononuclear cells (PBMCs). PBMCs were obtained
from volunteers with different genotypes of SOD2. Protein levels and gene expression of antioxidant
enzymes, apoptotic markers (Bax, Bcl-2, caspases 3 and 8) and DNMT1 were evaluated in 24-hours
cultures. In general, PB increased the gene expression of antioxidant enzymes and triggered apoptotic
events in AA genotype cells. AA PBMCs are shown to be more sensitive to PB exposure, resulting in
increased AChE inhibition, cell death, protein carbonylation and DNA damage as analyzed by the comet
assay. In contrast, PB demonstrated cyto-genoprotective effects on V allele cells. These results suggest
that genetic factors that increase the release of H2O2 may affect the efficiency and safety of PB. Finally,
the third study aimed to evaluate in vitro the interaction between the pharmacological imbalance S-HP
associated with PB in SHSY-5Y neural cells. An S-HP unbalance pharmacological protocol was
developed to obtain cells similar to the AA-like genotype, presenting high levels of H2O2, and cells similar
to the VV-like genotype, presenting higher levels of O2-. The results showed that the interaction between
PB-associated S-HP imbalance decreased cell viability, increased levels of DNA damage in AA-like
cells. Analysis of the gene expression and protein modulation of BAX, BCl-2, caspase 3 and 8 suggest
that the cytotoxic effect on neural cells does not involve intrinsic or extrinsic apoptosis, suggesting the occurrence of other processes in cell death. VV-like cells had higher AChE activity than the equilibrated
cells, and less efficacy in the inhibition of this enzyme by exposure to PB. Therefore, the interaction
between the S-HP imbalance in association with PB may have some role in the development of GWI
disease and in the occurrence of adverse effects in some patients who use it for the treatment of MG.
In summary, despite the methodological limitations related to the in vitro studies, the results set
confirmed that PB alone in neural cells does not cause extensive toxicity, however, when this is
associated with S-HP oxidative imbalance in neural and peripheral cells can cause toxicity. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Inibidor da acetilcolinesterase | por |
dc.subject | Estresse oxidativo | por |
dc.subject | Neurotoxicidade | por |
dc.subject | Polimorfismo Val16Ala- SOD2 | por |
dc.subject | Acetylcholinesterase inhibitor | eng |
dc.subject | Oxidative stress | eng |
dc.subject | Neurotoxicity | eng |
dc.subject | Val16Ala-SOD2 polymorphism | eng |
dc.title | Interação entre o brometo de piridostigmina e o desbalanço superóxido-peróxido de hidrogênio na cito-genotoxicidade de células neurais e imunes mononucleares | por |
dc.title.alternative | Interaction between pyridestigmine bromide and hydrogen superoxide-peroxidal debalance in cyto-genotoxicity of neural and immune mononuclear cells | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | O brometo de piridostigmina (PB) é um inibidor reversível da acetilcolinesterase (AChE), e a primeira linha
de tratamento dos sintomas associados à distúrbios da junção neuromuscular (JNM) e também foi utilizado de
forma profilática na Guerra do Golfo Pérsico (GWI), para prevenção de estresse pós traumático, exposição ao calor
e pesticidas. O papel do PB em relação a doença da GWI, que inclui sintomas como fadiga, disfunção cognitiva e
musculoesquelética ainda é controverso. Uma vez que se utilizado isoladamente parece não apresentar intensos
efeitos tóxicos, entretanto associado a outros farmacos e agentes quimicos torna-se genotóxico e indutor de
apoptose em animais. Diante disso, o objetivo desse estudo foi avaliar a interação entre o PB e o desbalanço
superóxido-peróxido de hidrogênio (S-HP) na cito-genotoxicidade de células neurais e imunes mononucleares.
Três delineamentos experimentais foram conduzidos. O primeiro estudo teve por objetivo avaliar o efeito do PB
sobre a cito e genotóxicidade em células neurais SHSY-5Y. Foi realizada uma investigação in vitro utilizando
células neurais humanas (SHSY-5Y). As células foram expostas ao PB em diferentes concentrações, com base
na concentração terapêutica plasmática do fármaco para o tratamento da Miastenia Gravis MG (40 ng/ mL). A
curva de concentração do fármaco mostrou uma inibição da atividade da AChE. No entanto, este efeito foi
transitório e não envolveu a regulação da expressão gênica da AChE. Em geral, o PB não desencadeou estresse
oxidativo, exceto na maior concentração (80 ng/mL), foi detectado dano proteico e dano ao DNA. Os efeitos
genotóxicos foram confirmados pelo aumento na expressão dos genes p53 e DNA metiltransferase 1 (DNMT1)
genes, que estão associados ao reparo do DNA celular. A concentração de 40 ng/mL, que é a dose terapêutica
mínima, apresentou um efeito cito-genotóxico menos intenso, promovendo uma maior proliferação celular e
atividade mitocondrial em comparação com o grupo não tratado. Esses efeitos foram corroborados pelo aumento
da expressão do gene da telomerase. Dois outros protocolos foram conduzido a fim de avaliar a influência genética
associada ao desequilíbrio oxidativo basal de S-HP desencadeado pelo polimorfismo de nucleotídeo único da
enzima superóxido dismutase 2 (Val16Ala-SOD2 SNP, rs4880). O genótipo VV apresenta maiores níveis de
superóxido basal (O2
-), enquanto o AA exibe maiores níveis de peróxido de hidrogênio (H2O2) basal quando
comparado com o do genótipo AV. Portanto, o objetivo foi avaliar se o polimorfismo Val16Ala-SOD2 poderia alterar
os efeitos cito-genotóxicos desencadeados por diferentes concentrações de PB em células mononucleares do
sangue periférico (CMSPs). As CMSPs foram obtidas de voluntários portadores de diferentes genótipos da SOD2.
Níveis proteicos e expressão gênica de enzimas antioxidantes, marcadores apoptóticos (Bax, Bcl-2, caspases 3 e
8) e DNMT1 foram avaliadas em culturas de 24 horas. Em geral, o PB aumentou a expressão gênica de enzimas
antioxidantes e desencadeou eventos apoptóticos nas células do genótipo AA. As CMSPs AA mostram-se mais
sensíveis à exposição ao PB, resultando em maior inibição da AChE, mortalidade celular, carbonilação de
proteínas e danos no DNA, conforme analisado pelo ensaio cometa. Contrariamente, o PB demonstrou efeitos citogenoprotetores
nas células do alelo-V. Esses resultados sugerem que fatores genéticos que aumentam a liberação
de H2O2 podem afetar a eficiência e a segurança do PB. Por fim, o terceiro estudo teve como objetivo avaliar in
vitro a interação entre o desbalanço farmacológico S-HP associado ao PB em células neurais SHSY-5Y. Um
protocolo farmacológico de desbalanço S-HP foi desenvolvido para obter células semelhantes ao genótipo AA (AA-like), apresentando níveis elevados de H2O2, e células semelhantes ao genótipo VV (VV-like), apresentando
maiores níveis de O2
-. Os resultados mostraram que a interação entre o desbalanço S-HP associado ao PB
diminuiu a viabilidade celular, aumentou os níveis de dano ao DNA em células AA-like. Análises da expressão
gênica e modulação proteica do BAX, BCl-2, caspase 3 e 8, sugerem que o efeito citotóxico sobre as células
neurais não envolve apoptose intrínseca ou extrínseca, sugerindo a ocorrência de outros processos na morte
celular. As células VV-like apresentaram maior atividade da AChE que as células balanceadas, e menor eficácia
na inibição dessa enzima pela exposição ao PB. Portanto, a interação entre o desequilíbrio S-HP em associação
como PB poderia ter algum papel no desenvolvimento da doença da GWI e na ocorrência de efeitos adversos em
alguns pacientes que utilizam para o tratamento da MG. Em síntese, apesar das limitações metodológicas
relacionadas aos estudos in vitro, o conjunto dos resultados confirmou que o PB isoladamente em células neurais
não causa extensa toxicidade, no entanto quando esse esta associado ao desbalanço oxidativo S-HP em células
neurais e periféricas pode causar toxicidade. | por |
dc.contributor.advisor1 | Cruz, Ivana Beatrice Mânica da | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3426369324110716 | por |
dc.contributor.referee1 | Bica, Claudia Giuliano | |
dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4488122519766245 | por |
dc.contributor.referee2 | Bochi, Guilherme Vargas | |
dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/4191221572795869 | por |
dc.contributor.referee3 | Moresco, Rafael Noal | |
dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/2269922709577261 | por |
dc.contributor.referee4 | Barcelos, Rômulo Pillon | |
dc.contributor.referee4Lattes | http://lattes.cnpq.br/8887253904142575 | por |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/2668411219019981 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Farmacologia | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Farmacologia | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS DA SAUDE::FARMACIA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências da Saúde | por |