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dc.creatorReichert, Karine Paula
dc.date.accessioned2021-08-26T11:44:58Z
dc.date.available2021-08-26T11:44:58Z
dc.date.issued2020-03-23
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/22071
dc.description.abstractAluminum (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.sponsorshipConselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqpor
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectAlumíniopor
dc.subjectCPNspor
dc.subjectMemóriapor
dc.subjectSistema purinérgicopor
dc.subjectReceptorespor
dc.subjectCitocinaspor
dc.subjectAluminumeng
dc.subjectNPCseng
dc.subjectMemoryeng
dc.subjectPurinergic systemeng
dc.subjectReceptorseng
dc.subjectCytokineseng
dc.titleEfeitos do alumínio na diferenciação neural: envolvimento da sinalização purinérgicapor
dc.title.alternativeEffects of aluminum in neural differentiation: involvment of purinergic signallingeng
dc.typeTesepor
dc.description.resumoO 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.advisor1Morsch, Vera Maria Melchiors
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1519648219507868por
dc.contributor.referee1Oliveira, Sara Marchesan de
dc.contributor.referee2Nascimento, Denise Bohrer do
dc.contributor.referee3Spanevello, Roselia Maria
dc.contributor.referee4Bagatini, Margarete Dulce
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/6691978235486556por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentBioquímicapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológicapor
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Ciências Naturais e Exataspor


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