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Previous issue date: 2012 / The clinical depression treatment faces serious obstacles as the disease mechanism is not fully elucidated. In addition, there are no effective means to predict and prevent depression as well as any biological method of diagnosis. The use of antidepressants is still the basis of the treatments for depression. Lithium has been used clinically as effective drug to treat all phases of bipolar disorder, including major depression. The Selective serotonin re-uptake inhibitors (SSRIs), such as fluoxetine and citalopram, and Tricyclic antidepressant (TCA) as clomipramine are drugs constantly used for depression treatment. Recent evidence has shown an involvement of adenosine and its receptors in the pathophysiology of depression. ATP can be stored and co-released with other neurotransmitters like serotonin and can be hydrolyzed by a cell-surface enzyme family known as ectonucleotidases. Among these members, we highlight the nucleoside triphosphate diphosphohtdrolases (NTPDases) and ecto-5'-nucleotidase. They are able to control the availability of ligands such as ATP and adenosine to its specific receptors. Adenosine deaminase (ADA) can promote the hydrolytic deamination of adenosine to inosine, modulating the extracellulr levels of this neuromodulator. In cholinergic signaling, after its release, acetylcholine (ACh) promotes the activation of specific muscarinic or nicotinic receptors and thus, it promotes diverse cellular responses. ACh is hydrolyzed by acetylcholinesterase (AChE) in acetate and choline in synaptic cleft. The zebrafish has been used in research behavioral neuroscience and is also a choice model for elucidating the development and function of neuronal circuitry. Considering the cholinergic and purinergic signaling are important participation in the CNS and these neurotransmitter pathways have been identified and characterized in zebrafish, the objective of this study was to evaluate the effect of antidepressants on ectonucleotidases, ADA and ACh activities, which are essential enzymes in the modulation of these signaling pathways in the zebrafish brain. We evaluated the ex vivo effects of fluoxetine (1-10 μM), clomipramine (1-10 μM), citalopram (70-300 μM) on ectonucleotidases and ADA activities. It has been also analyzed the in vitro (1 to 1000 μM) and ex vivo (1 to 10mg/L) effect of lithium on ectonucleotidases and AChE activities and gene expression. There was a significant inhibition of ADP hydrolysis after ex vivo exposure to lithium at 5 and 10 mg/L, whereas an inhibitory effect was observed for AMP hydrolysis only at 10 mg/L. The same treatment decreased the AChE activity in a concentration of 10mg/L. Lithium did not induce significant changes in the analysis of gene expression patterns in the concentrations tested. In vivo treatment, there were no significant changes inectonucleotidases and AChE activities. Treatment with clomipramine promotes an inhibition ecto-5'-nucleotidase activities at the concentration of 5μM when compared to the control group. For ADA activity, we also observed a significant inhibition in the treatment with clomipramine at concentrations of 5 and 10 μM in membrane fractions of zebrafish brain. However, treatment with fluoxetine and citalopram did not alter ectonucleotidases and ADA activities in the zebrafish brain. Our findings may contribute to a better understanding of pharmacology of antidepressants and their interaction with the cholinergic and purinergic neurotransmission. / O tratamento clínico da depressão enfrenta sérios obstáculos já que o mecanismo da doença não é totalmente elucidado. Além disso, não existem meios eficazes para prever e prevenir a depressão bem como nenhum método biológico de diagnóstico. O uso de fármacos antidepressivos ainda é a base dos tratamentos para depressão. O lítio tem sido usado clinicamente como fármaco eficaz para tratar todas as fases do transtorno bipolar, incluindo depressão aguda. Os inibidores seletivos da recaptação de serotonina (ISRSs), como fluoxetina e citalopram, e os antidepressivos tricíclicos (TCA), como a clomipramina, são fármacos constantemente utilizados para o tratamento da depressão. Evidências recentes mostram o envolvimento da adenosina e seus receptores na patofisiologia da depressão. O ATP pode ser armazenado e co-liberado, juntamente com outros neurotransmissores, como serotonina e noradrenalina, e pode ser hidrolisado até adenosina por uma família de enzimas de superfície celular, conhecidas como ectonucleotidases. Dentre elas, destacam-se as Nucleosídeo Trifosfato Difosfoidrolases (NTPDases) e a ecto-5´-nucleotidase, capazes de controlar a disponibilidade de ligantes como ATP e adenosina aos seus receptores específicos. A Adenosina desaminase (ADA) pode promover a desaminação hidrolítica da adenosina em inosina, modulando os níveis extracelulares deste neuromodulador. Na sinalização colinérgica, a acetilcolina (ACh), após liberada, promove a ativação de receptores muscarínicos ou nicotínicos, e desta maneira a ACh promove diversas respostas celulares. A ACh que permanece na fenda sináptica é hidrolisada pela acetilcolinesterase (AChE) em acetato e colina. O peixe-zebra tem sido utilizado na pesquisa da neurociência comportamental, sendo também um modelo de escolha para elucidar o desenvolvimento e a função do circuito neuronal. Considerando que as sinalizações purinérgica e colinérgica têm importante participação no sistema nervoso central e que essas vias de neurotransmissão já estão caracterizadas em peixe-zebra, o objetivo desse estudo foi avaliar o efeito de fármacos antidepressivos na atividade das ectonucleotidases, ADA e AChE, enzimas essenciais na modulação destas vias de sinalização em cérebro de peixe-zebra. Foram avaliados os efeitos ex vivo da fluoxetina (1-10 μM), clomipramina (1-10 μM) e citalopram (70-300 μM) na atividade das ectonucleotidases e ADA. Foi analisado também o efeito in vitro (1 a 1000 μM) e ex vivo (1-10mg/L) do lítio sobre a atividade e expressão gênica das ectonucleotidases e AChE. A exposição ao lítio inibiu a hidrólise de ADP nas concentrações de 5 e 10mg/L e inibiu a hidrólise de AMP na concentração de 10mg/L quando comparado ao grupo controle. Este mesmo tratamento diminuiu a atividade da AChE na concentração de 10mg/L. O lítio não induziu alterações significativas na análise do padrão de expressão gênica. No tratamento in vitro, não foram observadas alterações na atividade das ectonucleotidases e AChE. O tratamento com a clomipramina mostrou uma inibição na atividade da ecto-5´-nucleotidase na concentração de 5 μM quando comparado ao grupo controle. Na atividade da ADA também observamos uma inibição significativa no tratamento com a clomipramina nas concentrações de 5 e 10 μM em frações de membrana de cérebro de peixe-zebra. Entretanto, o tratamento com fluoxetina e citalopram não alterou a atividade das ectonucleotidases e ADA no cérebro do peixe-zebra. Nossos resultados podem contribuir para uma melhor compreensão da farmacologia dos fármacos antidepressivos e a sua interação com a neurotransmissão colinérgica e purinérgica.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/urn:repox.ist.utl.pt:RI_PUC_RS:oai:meriva.pucrs.br:10923/1330 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Oliveira, Renata da Luz |
| Contributors | Bonan, Carla Denise |
| Publisher | Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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