Estudo da disfunção mitocondrial em modelos de doença de Parkinson in vitro e in vivo e perspectivas terapêuticas
Fecha
2021-10-01Primeiro membro da banca
Fachinetto, Roselei
Segundo membro da banca
Posser, Thais
Terceiro membro da banca
Klamt, Fabio
Quarto membro da banca
Puntel, Robson
Metadatos
Mostrar el registro completo del ítemResumen
A 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.
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