Η Νόσος του Πάρκινσον αποτελεί τη δεύτερη συχνότερη νευροεκφυλιστική ασθένεια μετά τη νόσο του Αλτσχάιμερ, η οποία εμφανίζεται στο 2% των ανθρώπων άνω των 65 ετών. Η μέχρι στιγμής αντιμετώπισή της περιορίζεται σχεδόν αποκλειστικά στη χορήγηση του προδρόμου μορίου της ντοπαμίνης L-DOPA, με σκοπό την αντιμετώπιση των κινητικών προβλημάτων της ασθένειας, η οποία επιφέρει όμως ισχυρές παρενέργειες. Για το λόγο αυτό κρίνεται σκόπιμη η εύρεση νευροπροστατευτικών ουσιών οι οποίες θα καθυστερούν ή θα αναστέλλουν την εξέλιξη της νόσου, με τις ελάχιστες δυνατές παρενέργειες.
Ο μυς weaver, φέρει μία αυτοσωμική υπολειπόμενη μετάλλαξη στο γονίδιο Girk2 και αποτελεί το μοναδικό γενετικό μοντέλο της νόσου του Πάρκινσον, το οποίο εμφανίζει προοδευτική απώλεια των ντοπαμινεργικών νευρώνων της μέλαινας ουσίας, η οποία συμβαίνει ενδογενώς. Για το λόγο αυτό θεωρείται ιδανικό για μελέτες νευροπροστασίας.
Τόσο in vitro, όσο και in vivo μελέτες στο μοντέλο weaver αλλά και σε άλλα παρκινσονικά μοντέλα (συμπεριλαμβανομένων προηγούμενων αποτελεσμάτων της ομάδας μας, (Διδακτορική Διατριβή Κωνσταντίνου Μποτσάκη, Σεπτέμβριος 2013) αναδεικνύουν ότι το ενδογενές νευροστεροειδές δεϋδροεπιανδροστερόνη (DHEA), καθώς και ο θειικός της εστέρας (DHEA-S) ασκούν ισχυρότατη νευροπροστατευτική δράση στους ντοπαμινεργικούς νευρώνες της μέλαινας ουσίας των παρκινσονικών αυτών ζώων. Επιπλέον, το συνθετικό ανάλογο του DHEA 17β-spiro[5-androstene-17,20-oxiran]-3β-ol (ΒΝΝ-50), το οποίο δεν μεταβολίζεται ενδογενώς σε οιστρογόνα (και θα μπορούσε κατά συνέπεια να είναι κατάλληλο για κλινική χρήση), φαίνεται να ασκεί την ίδια νευροπροστατευτική επίδραση στους ντοπαμινεργικούς νευρώνες της μέλαινας ουσίας των ομοζυγωτικών μυών weaver (Δ.Δ Κωνσταντίνου Μποτσάκη, Σεπτέμβριος 2013), αλλά και σε κυτταροκαλλιέργειες PC12 κυττάρων.
Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η διερεύνηση του μηχανισμού δράσης των νευροπροστατευτικών αυτών ουσιών. Για το λόγο αυτό διερευνήθηκε η πιθανή αντιαποπτωτική δράση των DHEA-S και ΒΝΝ-50, μέσω προσδιορισμού του λόγου των επιπέδων της αντιαποπτωτικής πρωτεΐνης Bcl-2 προς τα επίπεδα της προαποπτωτικής πρωτεΐνης Bax. Ο προσδιορισμός αυτός πραγματοποιήθηκε στο μεσεγκέφαλο φυσιολογικών μυών και μυών weaver ηλικίας Ρ21 ημερών, μετά από χρόνια χορήγηση των νευροστεροειδών (από την Ρ1 έως την Ρ21). Επιπλέον, διερευνήθηκε η πιθανή αντιοξειδωτική δράση του νευροστεροειδούς ΒΝΝ-50, μέσω του προσδιορισμού της ελεύθερης (frMDA) και προσδεδεμένης σε πρωτεΐνες (prMDA) μαλονικής διαλδεΰδης, στο μεσεγκέφαλο φυσιολογικών μυών και μυών weaver ηλικίας Ρ21 ημερών, μετά από χρόνια χορήγηση του αναλόγου (από την Ρ1 έως την Ρ21).
Τα αποτελέσματα ανέδειξαν ότι τόσο το DHEA-S, όσο και το BNN-50 ασκούν ισχυρή αντιαποπτωτική δράση στο μεσεγκέφαλο των μυών weaver, αυξάνοντας τον λόγο Bcl-2/Bax (o οποίος εμφανίζεται μειωμένος στo μεσεγκέφαλο των wv/wv ζώων, σε σχέση με τα φυσιολογικά ζώα) κατά 74% και 83% αντίστοιχα, σε σχέση με τα weaver μύες που έλαβαν φυσιολογικό ορό. Η δράση αυτή επιτυχάνεται με διαφορετικό τρόπο, ανάμεσα στα δύο νευροστεροειδή. Πιο συγκεκριμένα, το DHEA-S επαναφέρει πλήρως τα μειωμένα επίπεδα της αντιαποπτωτικής πρωτεΐνης Bcl-2 στo μεσεγκέφαλο των wv/wv ζώων χωρίς να επηρεάζει τα επίπεδα της προαποπτωτικής πρωτεΐνης Bax, ενώ το ΒΝΝ-50 επαναφέρει πλήρως τα αυξημένα επίπεδα της προαποπτωτικής πρωτεΐνης Βax στo μεσεγκέφαλο των wv/wv ζώων, χωρίς να επηρεάζει τα επίπεδα της αντιαποπτωτικής πρωτεΐνης Bcl-2.
Επιπλέον, κατέστει σαφές ότι το στεροειδές ΒΝΝ-50 κατέχει και αντιοξειδωτική δράση, αφού επάγει τη δραματική μείωση των επιπέδων της ολικής μαλονικής διαλδεΰδης, τελικού προϊόντος της υπεροξείδωσης των λιπιδίων που εμφανίζεται αυξημένη στo μεσεγκέφαλο των wv/wv ζώων, φέρνοντάς τα κοντά στα φυσιολογικά επίπεδα. Η μείωση αυτή οφείλεται αποκλειστικά στη μείωση των επιπέδων της προσδεδεμένης σε πρωτεΐνες και όχι της ελεύθερης ΜDA, πιθανότατα λόγω της πολύ μεγαλύτερης αύξησης της πρώτης σε σχέση με τη δεύτερη, στο μεσεγκέφαλο των ομοζυγωτικών weaver μυών. Τα παραπάνω αποτελέσματα οδηγούν στο συμπέρασμα ότι τα νευροστεροειδή DHEA-S και ΒΝΝ-50 ασκούν τη νευροπροστατευτική τους επίδραση δρώντας πλειοτροπικά, τουλάχιστον μέσω δύο γραμμών δράσης, της αντιαποπτωτικής και αντιοξειδωτικής. Το γεγονός αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό καθώς για πρώτη φορά, γίνεται μελέτη του μηχανισμού της δράσης του στεροειδούς ΒΝΝ-50 in vivo. Καθώς το BNN-50 δεν μεταβολίζεται ενδογενώς σε φυλετικές ορμόνες, και θα μπορούσε συνεπώς να είναι κατάλληλο για κλινική χρήση, κρίνεται απαραίτητη η περαιτέρω διερεύνηση του μηχανισμού δράσης του, ώστε να διευκρινιστεί η πιθανή ικανότητα χρήσης του για αντιμετώπιση της σοβαρής αυτής νόσου, μελλοντικά. / Parkinson’s Disease is the second most common neurodegenerative disease, affecting about 2% of the population aged over 65 years old. The most common treatment of the disease until now, is the administration of L-DOPA, a dopamine precursor, in order to reduce the locomotive defects caused by the disease, a drug that causes severe side effects. Hence, the discovery of neuroprotective compounds that can prohibit or at least prolong the progression of the disease is highly required.
The weaver mouse carries an autosomic recessive mutation at the Girk-2 gene and consists the only non-invasive genetic model of Parkinson’s Disease that exhibits progressive neurodegeneration of the nigrostriatal dopaminergic neurons. Thus, it is ideal for neuroprotection studies.
The endogenous neurosteroif dehydroepiandrosterone (DHEA) as well as its sulphated ester (DHEA-S) exhibit a significant neuroprotective effect on the dopaminergic neurons of the weaver mouse (K. Botsakis phD thesis, 2013), as well as in other in vitro and in vivo studies. Additionally, the synthetic analogue of DHEA 17β-spiro[5-androstene-17,20-oxiran]-3β-ol (BNN-50), that is not metabolized to estrogens in vivo, exhibits the same neuroprotective effect on the dopaminergic neurons of the weaver mouse as DHEA-S (K. Botsakis phD thesis, 2013) as well as in PC12 cell cultures.
The aim of this study was the investigation of the mechanism of action of DHEA-S and BNN-50 in vivo. To that extend, we investigated the possible antiapoptotic action of DHEA-S and BNN -50 by determining the ratio of the levels of the antiapoptotic protein Bcl-2 to the levels of pro-apoptotic protein Bax. The assay was performed in the midbrain of control mice and omozygous weaver mice at P21, after chronic administration of neurosteroids ( from P1 to P21 ) . Furthermore , we investigated the potential antioxidant properties of the neurosteroid BNN -50 , through the determination of free (frMDA) and protein-bound (prMDA) malonic dialdeyde in the midbrain of control mice and omozygous weaver mice at P21 after chronic administration of analogue ( from P1 to P21 ) .
The results revealed that DHEA-S as well as the BNN-50 exert a very important antiapoptotic action in the weaver mouse midbrain, increasing the ratio of Bcl-2/Bax (that is reduced in the midbrain of the wv / wv animals, compared to control) by 74 % and 83 % respectively, compared with the weaver mice that received saline. This antiapoptotic action is achieved in different ways for the two neurosteroids . More specifically, DHEA-S fully restore the reduced levels of the antiapoptotic protein Bcl-2 in the wv/wv midbrain, without affecting the levels of the proapoptotic protein Bax, while the BNN -50 fully restored the elevated levels of proapoptotic protein Bax in the wv/wv midbrain, without affecting the levels of the antiapoptotic protein Bcl-2.
Moreover , it became clear that the steroid BNN -50 possesses significant antioxidant activity, inducing a dramatic reduction in the levels of total MDA , the end product of lipid peroxidation that is displayed increased in the wv/wv midbrain, bringing the MDA level almost to control. The decrease is due to the reduction of the levels of protein-bound and not free MDA , probably due to the much higher increase of the first than the second , in the midbrain of homozygous weaver mice . The aforementioned results suggest that thee neurosteroids DHEA-S and BNN -50 exert their neuroprotective effects by acting pleiotropically , at least through two lines of action, one antiapoptotic and one antioxidant . This is particularly important because for the first time , there is a study of the mechanism of action of steroid BNN -50 in vivo. As BNN-50 is not metabolized endogenously in sex hormones , it could therefore be suitable for clinical use. Hence, it is necessary to further investigate the mechanism of action of the steroid, in order to clarify its possible usability for treating this serious disease in the future .
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/7229 |
| Date | 29 April 2014 |
| Creators | Μούρτζη, Θεοδώρα |
| Contributors | Ματσώκης, Νικόλαος, Mourtzi, Theodora, Αγγελάτου, Φεβρωνία, Μίντζας, Αναστάσιος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 0 |
| Relation | Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.0039 seconds