Avaliação do efeito da rapamicina sobre a neuroinflamação e neurodegeneração em modelo de excitotoxicidade induzido por injeção intraestriatal de ácido quinolínico
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Resumo
A doença de Huntington (DH) é uma patologia neurodegenerativa, autossômica
dominante caracterizada por sintomas atribuídos à morte de neurônios estriatais e
corticais. O mecanismo da neurodegeneração na DH parece estar relacionado com
excitotoxicidade, disfunção mitocondrial e estresse oxidativo. A injeção intraestriatal
de ácido quinolínico é conhecida por produzir alterações neuroquímicas e prejuízo
motor similares à observada na DH. O processo excitotóxico pode induzir a
produção de mediadores inflamatórios que são regulados por diversas vias de
sinalização intracelular, como a via PI3K/mTOR. A ativação da via PI3K/mTOR
participa da excitabilidade neuronal e captação de glutamato pelos astrócitos. No
entanto, o papel exato de mTOR na excitotoxicidade atualmente não é
compreendido. Assim, o objetivo deste estudo foi investigar os efeitos da inibição do
mTOR contra os danos causados no estriado pelo administração única e unilateral
de AQ (200 nmol) em camundongos. A rapamicina (0,2, 2, 20 µM/250 nL volume) foi
injetada 15 minutos antes da administração de AQ e avaliados a alteração motora,
neurodegeneração e ativação glial (astrócitos e microglia) depois de 2 dias da
administração de AQ. Os mediadores inflamatórios e fatores neurotróficos foram
avaliados após 8 horas da administração AQ. Uma única injeção de ácido
quinolínico intraestriatal (200 nmol) diminuiu de forma significativa a coordenação
motora, aumentou mediadores pro - inflamatórios (IL-1β, IL-6 e TNF-α) bem como
aumentou a neurodegeneração no estriado ipsilateral quando comparado com o
grupo controle negativo. Os resultados do tratamento farmacológico com rapamicina
mostraram um perfil distinto entre as doses testadas. No parâmetro de produção de
mediadores inflamatórios, todas as doses reverteram a expressão de citocinas pró
inflamatórias e ainda a dose de 0,2 µM aumentou a expressão da citocina anti
inflamatória, IL-10. Além disso, a menor dose de rapamicina reverteu a diminuição
da marcação astrocitária induzida pela administração de AQ, além da melhora do
perfil comportamental quando comparado ao grupo AQ. Os resultados do presente
estudo demonstram que a inibição desta molécula reverte os efeitos excitotóxicos
induzidos pela administração de AQ e sugerem o envolvimento de mTOR na
patogenia da doença de Huntington.
Abstract
Huntington's disease (HD) is a autosomal dominant neurodegenerative disorder,
characterized by symptoms attributed to the death of striatal and cortical neurons in
the brain. The mechanism of neurodegeneration in HD seems to be related to
excitotoxicity, oxidative stress and mitochondrial dysfunction. The intrastriatal
injection of quinolinic acid is known to produce neurochemical alterations and motor
impairment similar to that seen in Huntington's disease. The excitotoxic process may
induce the production of inflammatory mediators that are regulated by several
signaling pathways, such as activation of the PI3K/mTOR pathway. PI3K/mTOR
pathway participates in neuronal excitability and glutamate uptake by astrocytes,
events that may contribute to hyperexcitability and neuronal excitotoxicity. However,
the exact role of mTOR in excitotoxicity is not currently understood. The objective of
this study was to investigate the effects of mTOR inhibition against damage caused
by striatal administration of single and unilateral QA (200 nmol) in mice .Rapamycin
(0,2, 2, 20 µM/250 nL volume) was injected 15 minutes before the administration of
QA and it was evaluated motility disorders, neurodegeneration and glial activation
(astrocytes and microglia) 2 days after the administration of QA. Inflammatory
mediators and neurotrophic factors were evaluated after 8 hours of QA
administration. A single intrastriatal injection of QA (200 nmol) led to a significant
decrease in motor coordination, increased mediators pro - inflammatory (IL-1β, IL-6
and TNF-α) and increased neurodegeneration in the ipsilateral striatum compared
with the negative control group. The results of pharmacological treatment with
rapamycin showed a distinct profile among the tested doses. In inflammatory
parameter, all doses reversed the expression of pro - inflammatory cytokines and
even the dose of 0.2 µM increased the expression of the anti-inflammatory cytokine
IL-10. Furthermore, the lowest dose of rapamycin avoided the reduction of the
astrocytic immunoreactivity induced by QA and reversed the motor impairment
compared to the QA group. The results of this study provided evidence of the
involvement of mTOR in the pathogenesis of Huntington's disease.
Assunto
Doença de Huntington, Rapamicina, Ácido quinolínico, Inflamação, Fator neurotrófico, Alvo da rapamicina em mamíferos, Fisiologia
Palavras-chave
Doença de Huntington, mTOR, Rapamicina, Ácido quinolínico, Inflamação, Fatores neurotróficos
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