Investigação do efeito do canabidiol sobre a reatividade em astrócitos humanos derivados de células-tronco de pluripotência induzida (iPSCs)
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Fabrício de Araújo Moreira
Fábio Antônio Vitarelli Marinho
Fábio Antônio Vitarelli Marinho
Resumo
Os astrócitos são as células mais abundantes da glia e desempenham funções essenciais para a homeostase cerebral e a plasticidade sináptica. Em resposta a sinais extrínsecos, como mediadores inflamatórios, os astrócitos sofrem modificações transcricionais, morfológicas e funcionais, em um processo denominado astrogliose reativa ou reatividade astrocitária. De acordo com o fenótipo adotado, a reatividade pode contribuir para a manutenção ou para a resolução de condições patológicas, o que torna os astrócitos possíveis alvos farmacológicos. Nos últimos anos, diversas evidências têm demonstrado que o canabidiol exerce efeitos modulatórios sobre a ativação astrocitária em modelos animais. Entretanto, a investigação dos seus efeitos sobre astrócitos humanos ainda é bastante escassa devido à dificuldade de obtenção de células do sistema nervoso central humano. Recentemente, o desenvolvimento de células-tronco de pluripotência induzida (iPSCs) tornou-se uma alternativa para superar esse obstáculo, facilitando a obtenção de diferentes tipos celulares humanos. Portanto, o presente estudo teve como objetivo verificar se o canabidiol exerce imunomodulação sobre astrócitos humanos, como já demonstrado em astrócitos de roedores. Para isso, analisou-se a ação in vitro do canabidiol sobre parâmetros moleculares e funcionais de astrócitos humanos derivados de iPSCs, bem como seu potencial em modular a resposta astrocitária ao estímulo inflamatório composto pelas citocinas interleucina 1 beta (IL-1β) e fator de necrose tumoral alfa (TNF-α). Os resultados indicam que o estímulo inflamatório aumentou a produção de IL-1β e TNF-α pelos astrócitos. Entretanto, não alterou a expressão da interleucina 6 (IL-6), do fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), da proteína progranulina e do transportador de aminoácido excitatório 1 (EAAT1). Além disso, o estímulo inflamatório não modificou a concentração extracelular de glutamato nas culturas astrocitárias. O tratamento com canabidiol inibiu o aumento de IL-1β em astrócitos estimulados e não alterou os demais parâmetros analisados em astrócitos quiescentes e estimulados.
Experimentos de viabilidade celular indicaram que o canabidiol na concentração de 10 µM, mas não de 1 µM, promoveu a morte dos astrócitos. Em conjunto, esses dados apontam a importância de investigações mais detalhadas sobre a ação do canabidiol
em células humanas do sistema nervoso central, tendo em vista sua utilização no tratamento de condições neuroinflamatórias.
Abstract
Astrocytes are the most abundant glial cells and perform essential functions
contributing for brain homeostasis and synaptic plasticity. In response to extrinsic
signals, such as inflammatory mediators, astrocytes undergo transcriptional,
morphological and functional modifications, in a process known as reactive astrogliosis
or astrocytic reactivity. According to the adopted phenotype, reactivity can contribute
to the maintenance or resolution of pathological conditions, making astrocytes potential
pharmacological targets for the treatment of neurological diseases. In recent years, it
has been shown that cannabidiol exerts modulatory effects on astrocyte activation in
animal models. However, the investigation of its effects on human astrocytes is still
quite scarce due to the difficulty in obtaining cells from the human central nervous
system. Recently, the development of induced pluripotency stem cells (iPSCs) has
arrised as an alternative to overcome this obstacle, facilitating the obtainment of
different human cell types. Therefore, the present study aimed to verify whether
cannabidiol exerts immunomodulation on human astrocytes, as already demonstrated
in rodent astrocytes. For this, we analyzed the in vitro effects of cannabidiol on
molecular and functional parameters of human astrocytes, as well as its potential to
modulate the astrocytic response to the inflammatory cytokines interleukin 1 beta (IL-
1β) and tumor necrosis factor alpha (TNF-α). The results indicate that the inflammatory
stimulus increased the production of IL-1β and TNF-α by astrocytes. However, it did
not alter the expression of interleukin 6 (IL-6), brain-derived neurotrophic factor
(BDNF), progranulin protein and excitatory amino acid transport 1 (EAAT1).
Furthermore, the inflamatory insult did not change the extracellular concentration of
glutamate in astrocytic cultures. Treatment with cannabidiol inhibited the increase of
IL-1β in stimulated astrocytes, but it did not change the other parameters analyzed in
quiescent and stimulated astrocytes. Cell viability assay indicated that cannabidiol at
the concentration of 10 μM, but not 1 μM, triggered astrocytic cell death. Taken
together, these data point to the importance of more detailed investigations into the
action of cannabidiol on human cells of the central nervous system, in view of its use
in the treatment of neuroinflammatory conditions.
Assunto
Bioquímica e imunologia, Astrócitos, Glicose, Canabidiol, Células-tronco pluripotentes induzidas, Interleucina-1beta
Palavras-chave
Astrogliose reativa, Reatividade astrocitária, Astrócitos humanos, Células-Tronco Pluripotentes Induzidas, Interleucina-1beta, Fator de Necrose Tumoral alfa, Canabidiol
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