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http://hdl.handle.net/1843/48416| Type: | Tese |
| Title: | Lipidoma regional da estrutura encefálica e modulações da expressão lipídica radioinduzidas no encéfalo em modelo animal wistar |
| Other Titles: | Regional lipidoma of the brain structure and radioinduced lipid expression modulations in the brain in a wistar animal model |
| Authors: | Matheus Figueiredo Soares Mingote |
| First Advisor: | Tarcisio Passos Ribeiro de Campos |
| First Co-advisor: | Rodinei Augusti |
| First Referee: | Celso Vieira Lima |
| Second Referee: | Alexei Manso Correa Machado |
| Abstract: | O presente trabalho aborda a análise de achados científicos no estudo de lipidoma encefálico, e modulações radioinduzidas dos lipídios encefálicos, através de técnica DESI-MSI (Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry Imaging). A espectrometria de massas (MS), através da ionização branda a pressão atmosférica ambiente, promove a dessorção de lipídios permitindo a realização qualitativa e quantitativa das inúmeras classes de lipídios. O Objetivo principal foi a análise lipidômica de dados produzidos em DESI-MSI em tecido cerebral em condições normais e expostos a radiação, em modelo animal. A metodologia envolveu um modelo animal constituído de 40 ratos Wistar isogênicos hígidos masculinos que foram divididos em dois grupos: um controle (n = 7), denominado GC e outro submetido à irradiação corporal total (TBI), chamado GIR (n = 33) subdividido em 04 subgrupos correspondentes a cinética de tempo 24, 48, 96 h e 01 semanas. Os animais (grupo GIR) sofreram irradiação de corpo inteiro através da exposição a uma fonte Co-60, submetidos ás mesmas condições de tempo e dose (5 Gy). Após a eutanásia, considerando as diversas cinéticas de tempo à serem analisadas, os órgãos foram coletados e armazenados em freezer -80ºC para que posteriormente fossem realizados os procedimentos para obtenção dos cortes em criostato. As lâminas foram submetidas a uma metodologia conhecida como DESI-MSI que permite o imageamento ponto a ponto em 2D. Foi realizado uma varredura completa na faixa de 200 a 1000 Da obtendo-se espectros de massas em modo negativo. Os arquivos de dados de lipídeos produzidos por DESI-MSI foram analisados empregando os softwares BioMap, XCalibur no espectro de baixo e alto peso molecular, explorando a regionalização cerebral da expressão de lipídeos e a modulação lipidômica radioinduzida. Foi realizado uma identificação dos principais lipídios expressos em condições fisiológicas e em expostos a radiação. Os principais achados procederam da análise lipidômica. As análises permitiram a identificação principalmente de glicerofosfolipídios, devido a diversidade de funções celulares que exercem e a possibilidade de serem biomarcadores de possíveis alterações radioinduzidas. A maioria dos íons observados nos espectros de massa correspondem à ácidos graxos livres desprotonados, fosfatidilserinas (PS), fosfatidilinositóis (PI) e sulfatidas (ST). Vários íons sofrem alterações na intensidade e na região de origem demonstrando o efeito da radiação no metaboloma do tecido cerebral. O íon m/z 868,529, por exemplo, apresentava distribuição espacial presente principalmente em nos lóbulos cerebelares (culmina, lóbulo central, declive, pirâmide e úvula) e após a irradiação verificou-se uma diminuição progressiva da intensidade desse lipídio em todas as regiões em todas as cinéticas de tempo. Os achados dos dados analíticos e de imageamento por DESI-MSI permitem afirmar que a radiação induz alterações metabolômicas no perfil lipídico cerebral, em regiões especificas do encéfalo. Inúmeras possibilidades de investigação no campo da metabolômica foram abertas como por exemplo a radiolipidômica do encéfalo. Os biomarcadores de toxicidade poderão serem utilizados no tratamento radioterápico para melhor controle terapêutico das toxicidades. |
| Abstract: | The present work addresses the analysis of scientific findings in the study of brain lipidoma, and radioinduced modulations of brain lipids, using the DESI-MSI (Desorption Electrospray Ionization Mass Spectrometry Imaging) technique. Mass spectrometry (MS), through mild ionization at ambient atmospheric pressure, promotes the desorption of lipids allowing the qualitative and quantitative realization of numerous classes of lipids. The main objective was the lipidomic analysis of data produced in DESI-MSI in brain tissue under normal conditions and exposed to radiation, in an animal model. The methodology involved an animal model consisting of 40 healthy male isogenic Wistar rats that were divided into two groups: a control (n = 7), called GC and another submitted to total body irradiation (TBI), called GIR (n = 33) subdivided in 04 subgroups corresponding to time kinetics 24, 48, 96 h and 01 weeks. The animals (GIR group) underwent whole-body irradiation through exposure to a Co-60 source, submitted to the same conditions of time and dose (5 Gy). After euthanasia, considering the different kinetics of time to be analyzed, the organs were collected and stored in a freezer at -80ºC so that later the procedures to obtain the cuts in cryostat could be carried out. The slides were subjected to a methodology known as DESI-MSI that allows point-to-point 2D imaging. A full scan was performed in the range from 200 to 1000 Da, obtaining mass spectra in negative mode. The lipid data files produced by DESI-MSI were analyzed using BioMap and XCalibur software in the low and high molecular weight spectrum, exploring brain regionalization of lipid expression and radioinduced lipidomic modulation. An identification of the main lipids expressed under physiological conditions and exposed to radiation was carried out. The main findings came from the lipidomic analysis. The analyzes allowed the identification mainly of glycerophospholipids, due to the diversity of cellular functions they exert and the possibility of being biomarkers of possible radio-induced alterations. Most of the ions observed in the mass spectra correspond to deprotonated free fatty acids, phosphatidylserines (PS), phosphatidylinositols (PI) and sulfatides (ST). Several ions undergo changes in intensity and region of origin demonstrating the effect of radiation on brain tissue metabolome. The ion m/z 868.529, for example, had a spatial distribution present mainly in the cerebellar lobes (culmina, central lobe, slope, pyramid and uvula) and after irradiation there was a progressive decrease in the intensity of this lipid in all regions in all time kinetics. The findings of analytical data and imaging by DESI-MSI allow us to state that radiation induces metabolomic alterations in the brain lipid profile, in specific regions of the brain. Countless research possibilities in the field of metabolomics were opened, such as radiolipidomics of the brain. Toxicity biomarkers may be used in radiotherapy for better therapeutic control of toxicities. |
| Subject: | Engenharia nuclear Espectrometria de massa Efeito da radiação Lipídios Radiação ionizante Metabolômica |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA NUCLEAR |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Ciências e Técnicas Nucleares |
| Rights: | Acesso Aberto |
| metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/48416 |
| Issue Date: | 24-Jun-2022 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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