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Type: Dissertação
Title: Alterações respiratórias em mitocôndrias derivadas de cérebros de camundongos submetidos ao modelo animal de esquizofrenia induzido por cetamina
Title in English: Respiratory changes in mitochondria derived from brain of mice submitted to the animal model of schizophrenia induced by ketamin
Authors: Tavares, Daniely Sampaio Arruda
Advisor: Gaspar, Danielle Macêdo
Keywords: Esquizofrenia;Ketamina;Mitocôndrias;Estresse Oxidativo
Issue Date: 15-Dec-2022
Citation: TAVARES, D. S. A. Alterações respiratórias em mitocôndrias derivadas de cérebros de camundongos submetidos ao modelo animal de esquizofrenia induzido por cetamina. 2022. 75 f. Dissertação (Mestrado em Farmacologia) – Faculdade de Medicina, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022. Disponível em: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/69813. Acesso em: 20 dez. 2022.
Abstract in Brazilian Portuguese: A esquizofrenia é um transtorno mental grave e incapacitante que atinge cerca de 24 milhões de pessoas no mundo. Essa doença psiquiátrica está cada vez mais sendo alvo de estudos, devido a suas características como heterogênea em termos de mecanismos e multifatoriais, bem como grande impacto social e econômico. A esquizofrenia está associada com disfunção mitocondrial e com desequilíbrio oxidativo. O desequilíbrio oxidativo altera vias celulares, pois altera moléculas como os lipídios, proteínas e DNA, sendo este um dos fatores relacionados à progressão de doenças. Com o intuito de contribuir para o avanço no entendimento da fisiopatologia e possivelmente novos alvos para o tratamento da esquizofrenia, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a função de mitocôndrias cerebrais isoladas de animais submetidos ao modelo de esquizofrenia induzido por administração repetida de cetamina, investigando respiração mitocondrial, influência na abertura do poro de transição de permeabilidade mitocondrial (mPTP), alterações ocasionadas por estresse oxidativo e sua regulação pelo sistema renina-angiotensina (SRA). Para tanto, camundongos Swiss adultos foram tratados por via intraperitoneal (i.p) por 14 dias, com cetamina (grupo KET) 20mg/kg ou salina (grupo controle). Trinta minutos após a última administração de KET os animais foram submetidos a avaliação comportamental pelo teste do campo aberto e eutanasiados para remoção dos cérebros e sequencialmente isolamento das mitocôndrias. Foi realizado dosagem de proteínas totais, avaliação da respiração/função mitocondrial, inchamento mitocondrial (abertura do mPTP) e quantificação da produção de peróxido de hidrogênio (H2O2). Os dados comportamentais mostraram que a exposição repetida a KET induziu hiperlocomoção, hiperatividade e ansiedade, modelando, portanto, sintomas positivos da esquizofrenia. As mitocôndrias isoladas do tecido cerebral dos animais submetidos à KET apresentaram respiração e função prejudicadas, e maior produção de peróxido de hidrogênio, indicando estresse oxidativo em comparação com o grupo controle, também ocasionando aumento da enzima antioxidante superóxido dismutase (SOD). A exposição das mitocôndrias isoladas à angiotensina II e losartana não causou alterações significativas na respiração mitocondrial. Em conclusão, este estudo demonstrou que após administração de KET por 14 dias, as mitocôndrias cerebrais têm a função e respiração ineficientes, mais precisamente a inatividade do complexo I e II da cadeia transportadora de elétrons (CTE) mitocondrial, e maior produção de H2O2 determinando o estresse oxidativo, corroborando as evidências de disfunção mitocondrial desencadeada por bloqueio de receptores NMDA. Os métodos utilizados neste estudo são promissores para ampliar as pesquisas sobre a relação das mitocôndrias cerebrais e a esquizofrenia, ajudando no aprimoramento da fisiopatologia da doença, e assim poder investigar novos mecanismos para alternativas farmacológicas, como os receptores da angiotensina presentes nas mitocôndrias e os medicamentos antagonistas desse sistema, a fim de contribuir e avançar na terapêutica desta doença que ainda é incurável
Abstract: Schizophrenia is a serious and disabling mental disorder that affects about 24 million people worldwide. This psychiatric disease is increasingly being the subject of studies, due to its characteristics as heterogeneous in terms of mechanisms and multifactorial, as well as great social and economic impact. Schizophrenia is associated with mitochondrial dysfunction and oxidative imbalance. Oxidative imbalance alters cellular pathways, as it alters molecules such as lipids, proteins, and DNA, which is one of the factors related to the progression of diseases. To contribute to the advancement in the understanding of the pathophysiology and possible new targets for the treatment of schizophrenia, the objective of the present work was to evaluate the function of brain mitochondria isolated from animals submitted to the model of schizophrenia induced by repeated administration of ketamine, investigating mitochondrial respiration, influence on the opening of the mitochondrial permeability transition pore (mPTP), alterations caused by oxidative stress and its regulation by the renin-angiotensin system (RAS). For this purpose, adult Swiss mice were treated intraperitoneally (i.p) for 14 days with ketamine (KET group) 20mg/kg or saline (control group). Thirty minutes after the last administration of KET, the animals were submitted to behavioral evaluation by the open field test and euthanized to remove the brains and sequentially isolate the mitochondria. Total protein dosage, mitochondrial respiration/function assessment, mitochondrial swelling (mPTP opening), and quantification of hydrogen peroxide (H2O2) production were performed. Behavioral data showed that repeated exposure to KET induced hyperlocomotion, hyperactivity, and anxiety, thus modeling positive symptoms of schizophrenia. Mitochondria isolated from the brain tissue of animals subjected to KET showed impaired respiration and function. They also increased hydrogen peroxide production, indicating oxidative stress compared to the control group, causing an increase in the antioxidant enzyme superoxide dismutase (SOD). Exposure of isolated mitochondria to angiotensin II and losartan did not cause significant changes in mitochondrial respiration. In conclusion, this study demonstrated that after administration of KET for 14 days, brain mitochondria have inefficient function and respiration, more precisely the inactivity of complex I and II of the mitochondrial electron transport chain (ETC), and greater production of H2O2 determining oxidative stress, corroborating the evidence of mitochondrial dysfunction triggered by NMDA receptor blockade. The methods used in this study are promising to expand research on the relationship between brain mitochondria and schizophrenia, helping to improve the pathophysiology of the disease and thus be able to investigate new mechanisms for pharmacological alternatives, such as angiotensin receptors present in mitochondria and drugs antagonists of this system, to contribute and advance in the treatment of this disease, which remains incurable.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/69813
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