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Type: Dissertação
Title: Validação de genes diferencialmente transcritos no córtex pré-frontal em modelo animal de consumo de etanol
Authors: Carolina de Paiva Lima
First Advisor: Ana Lúcia Brunialti Godard
First Referee: Bruno Rezende de Souza
Second Referee: Renan Pedra de Souza
Abstract: A desordem no uso do etanol, substância psicoativa mais consumida em todo o mundo, é caracterizada por sintomas comportamentais e físicos que podem incluir abstinência, tolerância e fissura, além de ser um problema de saúde pública mundial. Esse transtorno é uma doença multifatorial com herdabilidade de aproximadamente 50% sem diferença qualitativa entre homens e mulheres. O objetivo desse trabalho foi identificar diferentes padrões de regulação transcricional relacionados ao fenótipo adicto no consumo de etanol em modelo animal de livre escolha. 80 camundongos Swiss machos adultos foram utilizados, na qual 60 animais tiveram acesso ao etanol e 20 animais controle tiveram acesso somente à água. O desenho experimental foi definido com uma semana de ambientação; dez semanas de livre escolha entre soluções de etanol e água; duas semanas de abstinência; duas semanas de reapresentação das soluções etílicas; e, por último, duas semanas de adulteração das soluções de etanol com quinino. Os animais foram fenotipicamente classificados como Leve (L), aqueles que tiveram preferência por água e baixo consumo de etanol; Pesado (P), aqueles que tiveram preferência por etanol com redução significativa no consumo durante a fase de adulteração; Adicto (A), aqueles que tiveram preferência constante pelo consumo de álcool durante todo o tratamento; e Controle (C), aqueles que tiveram acesso somente a água. A quantificação relativa dos genes foi realizada pela técnica de q-PCR em tempo real com N=20 animais (C=7; L=4; P=3; A=6) seguida pela análise estatística dos níveis de transcritos. Logo após, foi realizada a análise de correlação de Pearson entre os genes com diferença significativa entre os grupos. Dentre aqueles escolhidos para validação, os genes Camk2n1 e Pkp2 apresentaram um perfil hiporegulado no grupo Controle comparado com o grupo Adicto; o gene Drd2 mostrou um perfil hiper-regulado no grupo Adicto em relação ao grupo Leve; o gene Prox1 apresentou um perfil hiper-regulado no grupo Pesado comparado com o grupo Controle; e o gene Mobp mostrou uma tendência a hipo-regulação no grupo Controle em relação aos demais grupos. Esses diferentes padrões de transcrição foram associados à presença do álcool, nos genes Camk2n1 e Mobp; à perda de controle no consumo de etanol, nos genes Pkp2 e Drd2; e à quantidade de solução etílica consumida, no gene Prox1. A maioria desses genes codificam proteínas de membrana que se ligam a íons e outras proteínas, participando de regulações, respostas a estímulos e processos metabólicos. Além disso, a análise de correlação de Pearson mostrou que os genes Camk2n1-Pkp2 e Drd2-Pkp2 possuem uma forte correlação positiva entre si. Com isso, podemos concluir que a ingestão crônica ao etanol está relacionada com alterações transcricionais no córtex pré-frontal nesse modelo animal e, pela primeira vez, demonstramos o possível envolvimento do gene Pkp2 na perda de controle sobre o consumo de etanol.
Abstract: The ethanol use disorder, the most consumed psychoactive substance in the world, is characterized by behavioral and physical symptoms that might include abstinence, tolerance and craving, besides being a worldwide public health problem. This disorder is a multifactorial illness with 50% heritability with no qualitative difference between men and women. The aim of this study was to identify different patterns of transcriptional regulation related to the addict phenotype in ethanol consumption in an animal model of free-choice. 80 Swiss male adult mice were used in which a group of 60 animals had access to ethanol and 20 control animals had access to water only. The experimental design was set with a week of ambiance; ten weeks of free choice treatment between ethanol and water solutions; two weeks of abstinence; two weeks of ethylic solutions restatement; and last two weeks adding quinine to the ethanol solutions. The animals were phenotypically classified as Light (L), those who had a preference for water and low consumption of ethanol; Heavy (H), those that had a preference for ethanol with a significant reduction in the consumption during the quinine addition phase; Addict (A), those who had constant preference for alcohol use throughout treatment; and Control (C), those who had access only to water. Relative quantification of the genes was performed by real time q-PCR with N = 20 animals (C=7; L=4; H=3; A=6) followed by statistical analysis of transcript levels. Next, the Pearson correlation analysis between the genes with a significant difference between groups was performed. Among those chosen for validation, the Camk2n1 and Pkp2 genes showed a downregulated profile in the Control group compared to the Addict group; the Drd2 gene showed a upregulated profile in the Addict group compared to the Light group; the Prox1 gene showed a upregulated profile in the Heavy group compared to the Control group; and the Mobp gene showed a tendency to downregulation in the Control group compared to the other groups. These different transcription patterns have been associated to the presence of alcohol, in the Camk2n1 and Mobp genes; to the loss of control in the ethanol consumption, in the Pkp2 and Drd2 genes; and to the amount of consumed ethylic solution, in the Prox1 gene. The majority of these genes encode membrane proteins that bind to ions and other proteins participating in regulations, responses to stimuli and metabolic processes. In addition, Pearson correlation analysis showed that the Camk2n1-Pkp2 and Drd2-Pkp2 genes have a strong positive correlation. Thus, we conclude that chronic ethanol intake is related to transcriptional changes in the prefrontal cortex in this animal model and for the first time, we demonstrated the possible involvement of Pkp2 gene in loss of control over the ethanol consumption.
Subject: Genética
Etanol
Genes
Saúde Pública
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: ICB - INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLOGICAS
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Genética
Rights: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/65483
Issue Date: 25-Jan-2016
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