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Tipo: Tese
Título : Avaliação dos efeitos da 1α,25-dihidroxivitamina D3 (VD3) sobre a neurotoxicidade induzida pela rotenona em células PC12: um modelo in vitro de doença de Parkinson
Título en inglés: Evaluation of the effects of 1α,25-dihydroxivitamin D3 (VD3) on rotenone-induced neurotoxicity in PC12 cells: an in vitro model of Parkinson's disease
Autor : Siqueira, Erlânia Alves de
Tutor: Viana, Glauce Socorro de Barros
Co-asesor: Andrade, Geanne Matos de
Palabras clave : Células PC12;Astrócitos;Doença de Parkinson;Rotenona;Vitamina D;Estresse Oxidativo
Fecha de publicación : 31-ago-2021
Citación : SIQUEIRA, E. A. Avaliação dos efeitos da 1α,25-dihidroxivitamina D3 (VD3) sobre a neurotoxicidade induzida pela rotenona em células PC12: um modelo in vitro de doença de Parkinson. 2021. 98 f. Tese (Doutorado em Farmacologia) – Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021.
Resumen en portugués brasileño: A doença de Parkinson (DP) é uma doença neurodegenerativa caracterizada pela perda de células dopaminérgicas na substância nigra, pars compacta. O cérebro de pacientes com DP também apresenta neuroinflamação, estresse oxidativo e disfunção mitocondrial. Dentre os agentes neuroprotetores testados atualmente, a vitamina D (VD3) aparece como um composto potencialmente eficaz na prevenção da neurodegeneração e morte celular. Assim, o presente estudo tem como objetivo avaliar a atividade neuroprotetora de VD3 em células PC12 (modelo in vitro de doença de Parkinson) e em astrócitos (diretamente envolvidos na neuroinflamação e assim na fisiopatologia da DP), após exposição à rotenona (ROT). Os parâmetros de viabilidade celular foram avaliados pelo teste de MTT e marcação com 7-AAD em células PC12 e astrócitos tratadas e não tratadas com VD3 (0,1; 0,5 e 1 ng/mL) e/ou ROT (10 µg/mL ou 5 µg/mL), sendo também, a produção citoplasmática de ROS e o perfil de morte celular mensurados por citometria de fluxo. Além disso, foram avaliados o potencial transmembrânico mitocondrial, medidas de redução do acúmulo de glutationa e superóxido e alterações ultraestruturais. Estudos in sílico (docking molecular) e mensuração da expressão de Tirosina hidroxilase (TH) e Nf-κB (por Western blot) nas células PC12 foram também realizadas. Os resultados mostraram que a VD3 melhorou a viabilidade das células previamente tratadas e em seguida expostas a ROT, reduzindo a ocorrência de possíveis eventos necróticos e apoptóticos. Além disso, as células expostas à ROT apresentaram aumento na produção de ROS e acúmulo de superóxido, que diminuíram significativamente com o tratamento prévio com VD3. Importante, a diminuição da ROT no potencial transmembrânico mitocondrial foi significativamente prevenida após o tratamento das células com VD3, especialmente na concentração de 1 ng/mL. Além disso, a VD3 demonstrou interagir fortemente com a enzima TH, conforme observado nos estudos de docking molecular realizados com células PC12. A expressão da TH nestas células tratadas com ROT diminuiu de forma significativa, enquanto o tratamento com VD3 e posterior exposição com ROT aumentou significativamente. A expressão do NF-kB aumentou no tratamento com ROT, enquanto células tratadas com a VD3 nas concentrações avaliadas e em seguida expostas a ROT foi capaz de proteger contra esse estímulo inflamatório, reduzindo a expressão deste fator de transcrição. Portanto o tratamento com VD3 protege ambas linhagens celulares dos danos causados pela ROT, diminuindo o estresse oxidativo, melhorando a função mitocondrial, aumentando a expressão de TH (em células PC12) e causando diminuição de fatores pró-inflamatórios, como o NF-κB, sugerindo seu papel citoprotetor neste modelo de DP. Um provável alvo parece ser a molécula de TH, uma etapa limitadora da taxa de síntese de dopamina. No entanto, uma investigação mais aprofundada é necessária em relação à participação e mecanismo de ação de VD3 neste modelo celular de DP.
Abstract: Parkinson's disease (PD) is a neurodegenerative disease characterized by the loss of dopaminergic cells in the substantia nigra, pars compacta. The brains of PD patients also present neuroinflammation, oxidative stress and mitochondrial dysfunction. Among the neuroprotective agents currently tested, vitamin D (VD3) appears as a potentially compound in prevention of neurodegeneration and cell death. Thus, the aim of this study is evaluating the neuroprotective effect of VD3 in PC12 cells (in vitro model of Parkinson's disease) and in astrocytes (directly involved in neuroinflammation and in the pathophysiology of PD), after exposure to rotenone (ROT). Cell viability was assessed by MTT test and 7-AAD labeling in PC12 cells and astrocytes treated and untreated with VD3 (0.1; 0.5 and 1 ng / mL) and/or ROT (10 µg/mL or 5 µg/mL), and ROS production and cell death events measured by flow cytometry. Additionally, mitochondrial transmembrane potential, measures of glutathione and superoxide accumulation reduction and cell morphology were evaluated. In silico studies (molecular docking) and expression of tyrosine hydroxylase (TH) and NF-κB (Western blot) in PC12 cells were also performed. The results showed that VD3 improved the viability of cells previously treated and then exposed to ROT, preventing the occurrence of possible necrotic and apoptotic events. In addition, cells exposed to ROT showed increasement in ROS production and superoxide accumulation, which significantly decreased with previous treatment with VD3. Importantly, ROT decreased the mitochondrial transmembrane potential, which was significantly prevented by VD3, especially at a concentration of 1 ng/mL. Moreover, VD3 has been shown to interact strongly with TH, as observed by molecular docking experiments performed with PC12 cells. TH expression in these cells treated with ROT significantly decreased, whereas treatment with VD3 and subsequent exposure with ROT significantly increased. The expression of NF-κB increased in the treatment with ROT, while cells treated with VD3 at the concentrations evaluated and then exposed to ROT were able to protect against this inflammatory stimulus, reducing the expression of this transcription factor. Therefore, treatment with VD3 protects both cell lines from damage caused by ROT, decreasing oxidative stress, improving mitochondrial function, increasing TH expression (in PC12 cells) and causing a decrease in pro-inflammatory factors, such as NF-κB, suggesting its role cytoprotective in this PD model. A likely target appears to be the TH molecule, a rate-limiting step in dopamine synthesis. However, further investigation is needed regarding the participation and mechanism of action of VD3 in this cellular model of PD.
URI : http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/60537
Aparece en las colecciones: PPGF - Teses defendidas na UFC

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