dc.creator | Reichert, Karine Paula | |
dc.date.accessioned | 2021-08-26T11:44:58Z | |
dc.date.available | 2021-08-26T11:44:58Z | |
dc.date.issued | 2020-03-23 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/22071 | |
dc.description.abstract | Aluminum (Al) is considered the most abundant metal in enviorment. In this way, all life forms
are susceptible to constant exposure to this element. The trivalent cationic form of Al, Al3+, is
well known for being the most toxic species for biological systems. Some studies even show
that the concentration of Al3+ in the human brain may be associated with the etiology of
neurodegenerative diseases, such as Alzheimer's disease (AD). However, the mechanism
underlying to Al exposure and the neuropathogenesis of AD remains unclear. The purinergic
system represents an important signaling pathway involved in CNS neuromodulatory
mechanisms, in addition to emerging inflammatory responses through the action of specific
purinoreceptors, in front of the external stimuli, such as Al. Thus, the present study evaluated
the effects of Al3+ (0.1 – 100 μM) on purinergic signaling during neurogenesis of neural
precursor cells (NPCs) in vitro and, in animal model of chronic exposure to Al (50 – 100 mg /
kg of AlCl3). For investigate the role of Al3+ on neural development, CPNs were isolated from
embryos obtained from pregnant mice. NPCs proliferate under specific conditions, in the
presence of growth factors EGF and FGF-2, and form clusters of CPNs, the neurospheres. The
results show that Al3+ played a decisive role in inhibiting the proliferation of NPCs during
neural differentiation and, induced apoptosis in cells. Al3+ also reduced the migration of
neurospheres and, consequently, the determination of the neural phenotype. Analysis by flow
cytometry and immunocytochemistry showed that Al3+ promoted a decrease in the expression
of the immature neuron marker β3-tubulin followed by an increase in the coexpression of
Nestina and GFAP, indicating the prevalence of NPCs after exposure to Al3+. In addition, it was
shown that Al3+ adheres to the cytoplasm of neurospheres, reducing the extracellular release of
ATP, and decreasing the sequential hydrolysis of this nucleotide by NTPDase and 5’-
nucleotidase enzymes activities, respectively. The reduction in ATP release by Al3+ was
sufficient to decrease the expression of P2Y1 and A2A receptors in differentiated neurospheres.
These receptors are crucial for the proliferation and self-renewal of NPCs during brain
development. On the other hand, in the model of chronic oral exposure (30 days) to Al3+ in
Swiss mice, in the form of AlCl3, the metal was able to reduced brain weight and accumulated
in the hippocampus of animals treated with 100 mg / kg of salt. Memory deficits and DNA
damage induced by Al3+ were observed. The hydrolysis of ATP was also affected by the
treatment with the metal, indicating an increase in the NTPDase, 5'-nucleotidase and ADA
enzymes activities. In addition, Al3+ increased the density of P2X7 and A2A receptors, as well
as the proinflammatory cytokine IL-1β. Taken together, the data obtained in this study show
that Al3+ causes cell damage and inhibits the differentiation of NPCs, possibly due to changes
in purinergic signaling. In addition, chronic exposure to metal in vivo caused mnemonic damage
and neuroinflammation associated with the purinergic pathway. | eng |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq | por |
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 | Alumínio | por |
dc.subject | CPNs | por |
dc.subject | Memória | por |
dc.subject | Sistema purinérgico | por |
dc.subject | Receptores | por |
dc.subject | Citocinas | por |
dc.subject | Aluminum | eng |
dc.subject | NPCs | eng |
dc.subject | Memory | eng |
dc.subject | Purinergic system | eng |
dc.subject | Receptors | eng |
dc.subject | Cytokines | eng |
dc.title | Efeitos do alumínio na diferenciação neural: envolvimento da sinalização purinérgica | por |
dc.title.alternative | Effects of aluminum in neural differentiation: involvment of purinergic signalling | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | O Alumínio (Al) é considerado o metal mais abundante na natureza. Desta forma, os seres vivos
tornam-se susceptíveis a uma exposição constante a este elemento. A forma catiônica trivalente
do Al, Al3+, é bem conhecida por ser a espécie mais tóxica para os sistemas biológicos.
Inclusive, alguns estudos mostram que a concentração de Al3+ em cérebro humano pode estar
associada com a etiologia de doenças neurodegenerativas, como a doença de Alzheimer (DA).
Entretanto, o mecanismo subjacente à exposição ao Al e a neuropatogênese da DA permanece
inconsistente. Neste sentido, o sistema purinérgico representa uma importante via de
sinalização envolvida em mecanismos neuromodulatórios do SNC, além de emergir respostas
inflamatórias pela ação de purinnoreceptores específicos, frente a algum estímulo externo,
como o Al. No presente estudo avaliou-se os efeitos do Al3+ (0,1 – 100 μM) sobre a sinalização
purinérgica durante a neurogênese de células precursoras neurais (CPNs) in vitro e, em modelo
animal de exposição crônica ao Al (50 e 100 mg / kg de AlCl3). Para explorar a ação do Al3+
no desenvolvimento neural, as CPNs foram isoladas de embriões obtidos de camundongos
prenhas. As CPNs proliferam em condições específicas, na presença dos fatores de crescimento
EGF e FGF-2, e formam aglomerados de CPNs, as neuroesferas. A partir dos resultados obtidos,
mostrou-se que o Al3+ teve uma função decisiva na inibição da proliferação de CPNs durante a
diferenciação neural e, ainda foi capaz de induzir apoptose celular. O Al3+ também reduziu a
migração das neuroesferas e, consequentemente a determinação do fenótipo neural. A análise
por citometria de fluxo e imunocitoquímica mostrou que o Al3+ promoveu uma diminuição na
expressão do marcador de neurônios imaturos β3-tubulina seguido de um aumento na coexpressão
da Nestina e GFAP, indicando a prevalência de CPNs indiferenciadas após a
exposição ao Al3+. Além disso, mostrou-se que o Al3+ se adere ao citoplasma das neuroesferas,
reduzindo a liberação extracelular de ATP e, diminuindo a hidrólise sequencial deste
nucleotídeo pelas enzimas NTPDase e 5-nucleotidase, respectivamente. Além disso, a redução
na liberação do ATP pelo Al3+ foi suficiente para diminuir a expressão dos receptores P2Y1 e
A2A nas neuroesferas diferenciadas. Esses receptores são cruciais para a proliferação e autorenovação
de CPNs durante o desenvolvimento do cérebro. Por outro lado, no modelo de
exposição oral crônica (30 dias) ao Al3+ em camundongos Swiss, na forma de AlCl3, mostrouse
que o metal foi capaz de reduzir o peso cerebral e se acumular no hipocampo de animais
tratados com 100 mg / kg do sal. Ainda, o Al3+ causou déficits de memória e danos ao DNA. A
hidrólise do ATP também foi afetada pelo tratamento com o metal, indicando um aumento nas
atividades das enzimas NTPDase, 5'-nucleotidase e ADA. Além disso, o Al3+ aumentou a
densidade dos receptores P2X7 e A2A, assim como da citocina pró-inflamatória IL-1β.
Tomados em conjunto, os dados obtidos nesse estudo indicam que o Al3+ causou danos
celulares e inibiu a diferenciação da CPNs, possivelmente devido a alterações na sinalização
purinérgica. Ainda, a exposição ao metal de forma crônica, provocou prejuízos mnemônicos e
neuroinflamação associada à via purinérgica. | por |
dc.contributor.advisor1 | Morsch, Vera Maria Melchiors | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1519648219507868 | por |
dc.contributor.referee1 | Oliveira, Sara Marchesan de | |
dc.contributor.referee2 | Nascimento, Denise Bohrer do | |
dc.contributor.referee3 | Spanevello, Roselia Maria | |
dc.contributor.referee4 | Bagatini, Margarete Dulce | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/6691978235486556 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Bioquímica | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Naturais e Exatas | por |