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Tipo: Tese
Título: Alterações no perfil de expressão de genes em células hipocampais de camundongos (Mus musculus) induzidas por lectinas de Canavalia brasiliensis (ConBr) e Vatairea macrocarpa (VML) sugerem diferentes efeitos sobre a neuroplasticidade
Título em inglês: Differential gene expression in hippocampal cells of mice (Mus musculus) induced by lectins from Canavalia brasiliensis (ConBr) and Vatairea macrocarpa (VML) suggest different effects on neuroplasticity
Autor(es): Cunha, Rodrigo Maranguape Silva da
Orientador: Cavada, Benildo Sousa
Palavras-chave em português: Genes em células hipocampais;Lectinas de canavalia brasiliensis;Neuroplasticidade
Palavras-chave em inglês: Genes in hippocampal cells;Brasiliensis cane lectins;Neuroplasticity
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICA
Data do documento: 2010
Citação: CUNHA, Rodrigo Maranguape Silva da. Alterações no perfil de expressão de genes em células hipocampais de camundongos (Mus musculus) induzidas por lectinas de Canavalia brasiliensis (ConBr) e Vatairea macrocarpa (VML) sugerem diferentes efeitos sobre a neuroplasticidade. 2010. 143 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2010.
Resumo: O Sistema Nervoso produz e regula todos os aspectos das funções do corpo humano e a sua complexidade parece ser infinita. Bilhões de neurônios, agrupados para diferentes funções, checam constantemente o meio interno da nossa anatomia e o universo exterior, como a luz, pressão, som, equilíbrio, imagens, concentrações de muitas substâncias, dor, emoção, consciência e etc. A aquisição de novas memórias induz precisas modificações na quantidade e na intensidade circuitária neuronal. A região do cérebro onde a formação da memória mais tem sido estudada é a formação hipocampal. O sistema nervoso central possui um sistema extremamente rigoroso de controle da expressão de genes. O controle espaço-temporal da expressão destas moléculas é um mecanismo não somente de construir a rede funcional dos neurônios, mas de ajustar a rede em resposta às novas informações recebidas pelo indivíduo. A modificação das sinapses, ou seja: criação de novas, exclusão, enfraquecimento e fortalecimento e diversas outras modificações, são denominadas de neuroplasticidade. Neuroplasticidade é um termo abrangente e compreende diversas modificações na circuitária do neurônios. Grande parte do nosso conhecimento da neuroplasticidade e formação da memória advém de dois fenômenos antagônicos, a potenciação de longo termo (LTP) e a depressão de longo termo (LTD). Por usa vez, a LTP é dividida em pelo menos duas fases temporais distintas, a LTP inicial (E-LTP) e a tardia (L-LTP). A E-LTP dura somente alguns minutos e depende de proteínas já existentes. A L-LTP persiste por horas ou dias e requer a transcrição de genes e a síntese de novas proteínas. A expressão de diversos genes está relacionada a neuroplasticidade, como BDNF, c-fos, c-jun, Arc, SNAP25 e etc. Lectinas são proteínas de origem não imune que reconhecem e ligam-se a específicos epítopos estruturais de carboidratos, contudo, sem modificá-los. Devido à habilidade destas proteínas de decifrar glico-códigos, as lectinas são capazes de induzir diversos efeitos biológicos. Os objetivos principais deste trabalho foram determinar o efeito das lectinas de sementes de Canavalia brasiliensis e de Vatairea macrocarpa (Leguminosae) na expressão de genes de importantes vias do metabolismo de células hipocampais e avaliar o potencial destas lectinas sobre a neuroplasticidade e a neuroproteção. Para tanto, analisamos o nível de expressão, nos tempos de 1, 6, 12 e 24 horas, de três transcritos alternativos de BDNF, BDN total, TrkB, Arc, SNAP25, c-fos, c-jun, EAAT1, EAAT2, Lgals1, Lgals3, NR1, NR2A, NR2B, BAD, BCL2, COX2 e HO1. Os dados obtidos demonstram que o tratamento com VML elevou a expressão de BDNF Éxon I, Arc, c-fos, Lgals1, Lgals3, NR2B, BAD, BCL2 e Cox-2 no tempo de uma hora. O aumento de BAD e COX2 sugere que essa lectina está modulando um processo inflamatório. No contexto geral, VML reduziu a expressão de diversos genes importantes para a neuroplasticidade e para a função neuronal. Por outro lado, o tratamento com ConBr, principalmente após 12 horas do tratamento, induziu um forte aumento da expressão de todas as formas de BDNF analisadas, TrkB, SNAP25, c- fos, c-jun e outros, sugerindo um aumento da atividade neuronal e indução da neuroplasticidade. Além disso, ConBr elevou consideravelmente a expressão de EAAT1 e EAAT2, sugerindo que ConBr modula a homeostase de glutamato, prevenindo a excitotoxicidade. Vale salientar ainda que ConBr não aumentou a expressão de BAD e COX2. Podemos concluir que ConBr, mas não VML, tem forte potencial biotecnológico na modulação da neuroplasticidade, neuroproteção e regulação da atividade neuronal.
Abstract: The nervous system regulates every aspect of the human body functions, and its complexity seems to be unlimited. Billions of neurons, clustered by distinct functions, constantly assess our anatomic inner conditions and surroundings factors, as light, pressure, sound, equilibrium, visual images, compounds concentrations, pain, emotions, consciousness, etc. The acquirement of new memories induces precise alterations on the neuronal guidance sum and intensity. The brain region where the memory formation is most studied is the hippocampus. The gene expression is rigorously controlled by the central nervous system. This space-time control is not only an efficient mechanism to functional neuronal net, but also to adjust this system in response to the acquisition of new information. The synapses alterations are known as neuroplasticity, a wide term that includes variations in the neuronal circuit, i.e. creation, exclusion, weakening, strengthening, etc. Most of our current knowledge on neuroplasticity and memory formation is from two antagonistic phenomenons, the long- term potentiation (LTP) and the long-term depression (LTD). The LTP is usually divided in two temporal distinct phases, the early (E-LTP) and late LTP (L-LTP). The E-LTP depends on preexistent proteins and last only a few minutes. Conversely, the L-LTP persists for several hours or days, requiring gene transcription and protein synthesis. The expression of several known genes, as BDNF, c-fos, c-jun, Arc, SNAP25, etc., is associated to neuroplasticity. Lectins are non-immune proteins that recognize and bind to carbohydrate specific structural epitopes. The aims of the present study was to assess the effect of the lectins from Canavalia brasiliensis and Vatairea macrocarpa (Leguminosae) seeds on the expression of key genes in hippocampus cell metabolism, and to evaluate these lectins potential on the neuroplasticity and neuroprotection. For this, the time-dependent expression levels (1, 6, 12 and 12 h) of the following genes were analyzed: BDNF (Total and three alternative transcripts), TrkB, Arc, SNAP25, c- fos, c-jun, EAAT1, EAAT2, Lgals1, Lgals3, NR1, NR2A, NR2B, BAD, BCL2, COX2 e HO1. The obtained results demonstrate that the VML treatment, after 1 h induced the expression of the genes BDNF (exon 1), Arc, c-fos, Lgals1, Lgals3, NR2B, BAD, BCL2 and Cox-2. BAD and COX2 up-regulation suggest that the VML is probably involved in an inflammatory process modulation. Nonetheless, in a general context, this lectin down-regulated the expression of several important genes to neuronal functioning and neuroplasticity. On the other hand, the ConBr treatment, predominantly after 12 h, induced an intense increase in the BDNF expression, as well as the transcripts from TrkB, SNAP25, c-fos, c-jun and other genes, suggesting an augmented neuronal activity and neuroplasticity induction. Moreover, ConBr up-regulated EAAT1 and EAAT2 expression, indicating that this lectin could exerts a role on glutamate homeostasis, preventing excitotoxicity. Besides, it is worth pointing out that ConBr did not induced BAD and COX2 genes expression. Considering the obtained results, it can be concluded that ConBr, but not VML, has a strong biotechnological potential to modulate neuroplasticity, to act in neuroprotection and to regulate neuronal activity.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/77418
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/1918056067943429
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/5029704662813380
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
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