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dc.creatorGonçalves, Débora Farina
dc.date.accessioned2022-01-19T13:11:08Z
dc.date.available2022-01-19T13:11:08Z
dc.date.issued2021-10-01
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/23581
dc.description.abstractParkinson disease (PD) is a neurodegenerative disease which symptoms are consequence of progressive neuron lost, especially dopaminergic neurons. Other feature related to PD is mitochondrial dysfunction which could target a deficit on the cellular energy maintenance. Experimental models in vitro and in vivo have been used to study PD. The aim of this work is to investigate mitochondrial bioenergetics, as well as, possible interferences with focus on mitochondrial functionality using DP models in vitro and in vivo. In the in vitro study we used slices of cortex, hippocampus and striatum exposed to 6-hydroxydopamine (6-OHDA), for 1 hour at concentration of 100 μM. In cortex brain slices 6-OHDA increased mitochondrial activity which is demonstrated by an increase of oxidative phosphorylation (OXPHOS) related to mitochondrial complex I (CI) and mitochondrial complex II (CII), also there was an increase on lactate dehydrogenase activity (LDH), implying an adaptative response. Striatum brain slices exposed to 6-OHDA presented a mitochondrial impairment demonstrated by decreased OXPHOS and decrease of electron flux related to ATP synthase. There was an increase in peroxide production in slices hippocampus slices exposed to 6-OHDA, but without adaptive response. The simultaneous exposure from brain slices to 6-OHDA and n-acetylcysteine (NAC) was able to counteract 6-OHDA effects on on electron flux in all brain structures analyzed. In the in vivo study we used Drosophila melanogaster with deletion of PTEN-induced putative kinase 1 (pink 1) gene as DP model, evaluating mitochondrial parameters and cellular energy maintenance during aging on the life stages of 3, 15 and 30 days of life. In our study pink1 gene lost decreased survival percentual and impaired the climbing behavioral during aging. Moreover, pink1 flies presented impairment of mitochondrial function evidenced on OXPHOS related to CI&CII and electron transfer (ETS) related to CI&CII at 15 and 30 days of life. Curiously, pink1 flies at 15 days of life presented a decrease of citrate synthase (CS) activity following by an increase of LDH activity and decrease of OXPHOS and ETS related to CII. On the other hand, there was an increase of CS activity and a decrease of LDH activity of pink1 flies at 30 days of life. Furthermore, there was an increase of peroxide levels in pink1 flies at 15 and 30 days of life. These results suggest a distinct bioenergetic profile of pink1 flies during aging, presenting as main result a possible change on energetic metabolism from oxidative to glycolytic pathway at 15 days. Due these results, we used a treatment with caffeine at concentration of 0.5 mg / mL in order to investigate if this xanthine, with antioxidant features, would have potential to reverse or improve parameters related to mitochondrial functionality in pink1 flies. Our results demonstrated that treatment with caffeine in pink 1 flies from the larval stage until 3rd day of adult life was able to increase the levels of OXPHOS CI & CII and ETS CI & CII, moreover increased the coupling efficiencies related to OXPHOS and ETS and improve the mitochondrial network organization. Therefore, this work demonstrates the mitochondrial functionality/ adaptation changes due two different models of PD, in addition, the results confirm mitochondrial function as a possible target for two recognized antioxidant substances, NAC and caffeine.eng
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.subject6-hidroxidopaminapor
dc.subjectCadeia transportadora de elétronspor
dc.subjectDisfunção mitocondrialpor
dc.subjectDrosophila melanogasterpor
dc.subjectPink1por
dc.subjectEnvelhecimentopor
dc.subjectBioenergéticapor
dc.subjectCafeínapor
dc.subject6-hydroxydopamineeng
dc.subjectElectron transport chaineng
dc.subjectMitochondrial dysfunctioneng
dc.subjectDrosophila melanogastereng
dc.subjectAgingeng
dc.subjectBioenergeticseng
dc.titleEstudo da disfunção mitocondrial em modelos de doença de Parkinson in vitro e in vivo e perspectivas terapêuticaspor
dc.typeTesepor
dc.description.resumoA doença de Parkinson (DP) é uma doença neurodegenerativa cujos sintomas são resultado da perda neuronal progressiva, em especial de neurônios dopaminérgicos. Outra característica da DP é a disfunção mitocondrial que pode levar a um desbalanço na manutenção da energia celular. Modelos experimentais in vitro e in vivo têm sido utilizados para o estudo da DP. Nesse trabalho investigamos a bioenergética mitocondrial, e possíveis intervenções com foco na funcionalidade mitocondrial em modelos de DP in vitro e in vivo. No estudo in vitro utilizamos fatias de córtex, hipocampo e estriado expostas a 6-hidroxidopamina (6-OHDA), por 1 hora na concentração de 100 μM. Em fatias de córtex a 6-OHDA aumentou a resposta mitocondrial o que é demonstrado pelo aumento na fosforilação oxidativa (OXPHOS) relacionada ao complexo mitocondrial I (CI) e complexo mitocondrial II (CII), também houve aumento na atividade da lactato desidrogenase (LDH), sugerindo uma resposta adaptativa. Fatias de estriado expostas a 6-OHDA apresentaram um prejuízo mitocondrial, demonstrado pela diminuição de OXPHOS e diminuição do fluxo de elétrons relacionado à ATP sintase. Houve um aumento na produção de peróxido em fatias de hipocampo expostas à 6-OHDA, porém sem resposta adaptativa. Fatias de hipocampo, apresentaram um aumento na produção de peróxido, mas sem resposta adaptativa. A exposição simultânea das fatias a 6-OHDA e n-acetilcisteína (NAC) foi capaz de conter os efeitos da 6-OHDA sobre o fluxo de elétron em todas as regiões cerebrais testadas. No estudo in vivo, utilizamos moscas Drosophila melanogaster com deleção do gene PTEN-induced putative kinase 1 (pink1) como modelo de DP avaliando parâmetros relacionados a funcionalidade mitocondrial e manutenção da energia celular durante o envelhecimento nos estágios de 3, 15 e 30 dias de vida. Em nosso estudo, a perda do gene pink1 diminuiu a porcentagem de sobrevivência das moscas e comprometeu o comportamento de escalada durante o envelhecimento. Além disso, moscas pink1 apresentaram prejuízo na função mitocondrial o que foi demonstrado pela diminuição no fluxo de oxigênio relacionado a OXPHOS CI&CII e na transferência de elétrons ETS CI&CII em 15 e 30 dias de vida. Curiosamente, moscas pink1 aos 15 dias de vida apresentaram atividade da citrato sintase (CS) dimunuída acompanhada de um aumento na atividade da lactato desidrogenase (LDH) e diminuição da OXPHOS CII e ETS CII. Contrariamente, houve um aumento na atividade da CS e uma diminuição da atividade da LDH em moscas pink1 aos 30 dias de vida. Além disso, houve aumento dos níveis de peróxido em moscas pink1 aos 15 e 30 dias de vida. Esses resultados demonstram um perfil bioenergético distinto em moscas pink1 durante o envelhecimento sugerem uma possível troca de metabolismo energético de oxidativo para glicolítico aos 15 dias de vida. Considerando esses resultados, utilizamos um tratamento com cafeína na concentração de 0,5 mg/mL com o intuito de investigar se essa xantina com característica antioxidante teria potencial para reverter ou melhorar parâmetros relacionados à funcionalidade mitocondrial em moscas pink1. Os resultados obtidos demonstraram que o tratamento com cafeína em moscas pink1 desde o estágio larval até o terceiro dia de vida adulta foi capaz de aumentar os níveis de OXPHOS CI&CII e ETS CI&CII, além de aumentar as eficiências de acoplamento relacionadas a OXPHOS e ETS e melhorar a organização da rede mitocondrial. Sendo assim em linhas gerais, esse trabalho demonstra as alterações de funcionalidade/ adaptação mitocondrial em dois modelos distintos de DP, além de confirmar a função mitocondrial como possível alvo de ação para duas reconhecidas substâncias antioxidantes, NAC e cafeína.por
dc.contributor.advisor1Dalla Corte, Cristiane Lenz
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5296284169605317por
dc.contributor.referee1Fachinetto, Roselei
dc.contributor.referee2Posser, Thais
dc.contributor.referee3Klamt, Fabio
dc.contributor.referee4Puntel, Robson
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7145690352354497por
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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