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Previous issue date: 2016-02-22 / Zebrafish (Danio rerio) is a bony fish originated in Pakistan and India with anatomical and physiological characteristics and its genome is homologous to the more developed organisms, which suggests that many genes involved in human diseases can be coincident to the zebrafish genome. Copper is a heavy metal involved in formation of ROS, responsible for the lipid peroxidation in the membrane, direct protein oxidation and cleavage of DNA and RNA molecules. Purines (ATP, ADP and adenosine) and pyrimidine (UTP and UDP) can act as extracellular signaling molecules, exerting different physiological effects when binding to purninergic receptors. There are two families of purinergic receptors: adenosine receptors or P1 (P1R), and P2 receptor (P2R). The P1R are a family of G protein-coupled receptors and are divided inA1, A2A, A2B, and A3 subtypes. Adenosine is the major ligand for P1R, and is involved in important physiological functions such as modulation of neurotransmitter release, synaptic plasticity, neuroprotection to ischemic events, hypoxia and oxidative stress. Studies suggest that drugs that interfere in adenosine signaling may weaken the protective mechanisms and lead to an exacerbation of the inflammatory response. Caffeine is the most widely consumed psychoactive substance in the world and is a nonselective antagonist of adenosine receptors. This study aimed to evaluate the effect of caffeine in copper-induced inflammation in zebrafish larvae. The animals were treated with copper at a concentration of 10 ?M and three different concentrations of caffeine (100 ?M, 500 ?M e 1 mM) to determine the survival rate and to define timepoints and concentrations for the following experiments. It was observed that high concentrations of caffeine combined with copper caused a significant decrease of larvae survival after 24 h of treatment. For the following experiments, we chose 4 and 24 h of exposure, 500 ?M caffeine and 10 ?M copper concentrations. After 4 h of treatment, caffeine was able to change the behavior parameters. It was shown that both copper and caffeine might have an anxiogenic effect on zebrafish larvae after 24 h exposure. For the evaluation of inflammatory profile, inflammation markers PGE2, COX-2, TNF, IL-6 and IL-10 were chosen. In 4 hours of exposure, PGE2 levels are increased in groups treated with copper and caffeine. Caffeine showed an additive effect on the PGE2 release. The gene expression of TNF, as well as COX-2 was increased by copper treatment, however, in treatments with caffeine there was a reduction of COX-2 gene expression. In 24 h of treatment, caffeine induced an increase in COX-2, TNF, IL-6 and decrease IL-10 expression. The treatment with copper and caffeine combined increased the expression of the four adenosine receptor subtypes, especially after 4 h of exposure. This may be a result of receptors blockade by caffeine, or a physiological response to inflammation induced by copper, since adenosine, in general, exerts an anti-inflammatory effect. Although caffeine markedly decreased animal survival when combined to copper, caffeine did not potentiate the inflammatory and behavioral effects induced by copper. Our results suggest that caffeine alone is able to exert inflammatory and anxiogenic actions in zebrafish larvae at the timepoints and concentrations assessed. / O zebrafish (Danio rerio) ? um peixe ?sseo origin?rio do Paquist?o e da ?ndia com caracter?sticas anat?micas e fisiol?gicas hom?logas aos organismos mais desenvolvidos. Possui o seu genoma mapeado, com homologia ao genoma humano, o que sugere que diversos genes envolvidos em doen?as humanas podem ser coincidentes ao do genoma do zebrafish. O cobre ? um metal pesado que est? envolvido na produ??o de esp?cies reativas de oxig?nio, respons?veis pela peroxida??o de l?pidios nas membranas, oxida??o direta de prote?nas, e clivagem de mol?culas de DNA e RNA. Purinas (ATP, ADP e adenosina) e pirimidinas (UTP e UDP) extracelulares podem atuar como mol?culas sinalizadoras end?genas exercendo diferentes efeitos fisiol?gicos. Para tais ligantes, existem duas fam?lias de receptores purin?rgicos: receptores de adenosina ou P1 (P1R), e receptores P2 (P2R). Os P1R t?m como ligante end?geno a adenosina, e s?o uma fam?lia de receptores metabotr?picos, acoplados ? prote?na G, e se dividem nos subtipos A1, A2A, A2B e A3. A sinaliza??o mediada pela adenosina est? envolvida em importantes fun??es fisiol?gicas, como a modula??o da libera??o de neurotransmissores, plasticidade sin?ptica, neuroprote??o em eventos isqu?micos, hip?xia e estresse oxidativo. Estudos sugerem que subst?ncias que interferem na sinaliza??o adenosin?rgica na hip?xia podem enfraquecer os mecanismos protetores, resultando no aumento da resposta inflamat?ria. A cafe?na (1,3,7 ? trimetilxantina) ? a subst?ncia psicoativa mais consumida no mundo e ? um antagonista n?o seletivo dos receptores de adenosina. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da cafe?na na inflama??o induzida por cobre em larvas de zebrafish. Os animais foram tratados com cobre na concentra??o de 10 ?M e com outras 3 concentra??es diferentes de cafe?na (100 ?M, 500 ?M e 1 mM). Foi observado, que altas concentra??es (500 ?M e 1 mM) de cafe?na juntamente com o cobre provocaram um aumento significativo na mortalidade das larvas ao final de 24 horas de tratamento. Para os experimentos seguintes, foram escolhidos os tempos 4 e 24 horas e a concentra??o de 500 ?M de cafe?na e 10 ?M de cobre. Em 4 horas de tratamento, a cafe?na foi capaz de alterar os par?metros de comportamento avaliados. Foi demonstrado que tanto o cobre quanto a cafe?na, podem exercer um efeito ansiog?nico nas larvas de zebrafish ap?s 24 horas. Para a avalia??o do perfil inflamat?rio, foram escolhidos os marcadores de inflama??o PGE2, COX-2, TNF, IL-6 e IL-10. Foi mostrado que em 4 horas de exposi??o h? um aumento dos n?veis de PGE2 nos grupos tratados com cobre e cafe?na, mostrando um efeito aditivo da cafe?na em rela??o ? inflama??o induzida por cobre. A express?o g?nica de TNF, bem como a de COX-2 foi aumentada pelo tratamento com cobre, por?m, nos tratamentos com cafe?na houve uma diminui??o da express?o g?nica de COX-2. Em 24 horas de tratamento, a cafe?na induziu um aumento na express?o de COX-2, TNF, IL-6 e diminui??o de IL-10. Os tratamentos com cobre e cafe?na aumentaram a express?o dos 4 subtipos de receptores de adenosina principalmente ap?s 4 horas de exposi??o. Isso pode ser devido ao bloqueio dos receptores pela cafe?na e por uma medida fisiol?gica de defesa em resposta ? inflama??o induzida pelo cobre, visto que a adenosina, de uma forma geral, exerce um efeito anti-inflamat?rio. Embora a cafe?na tenha induzido uma diminui??o significativa da sobrevida dos animais, quando adicionada ao tratamento com cobre, nos marcadores inflamat?rios e nos par?metros comportamentais estudados, n?o houve um efeito aditivo da cafe?na na inflama??o induzida pelo cobre. Nossos resultados sugerem que a cafe?na por si s? ? capaz de exercer uma a??o inflamat?ria e ansiog?nica em larvas de zebrafish nos tempos e concentra??es estudados.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede2.pucrs.br:tede/6671 |
| Date | 22 February 2016 |
| Creators | Cruz, Fernanda Fernandes |
| Contributors | Morrone, Fernanda Bueno |
| Publisher | Pontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do Sul, Programa de P?s-Gradua??o em Medicina e Ci?ncias da Sa?de, PUCRS, Brasil, Faculdade de Medicina |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Unknown |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS, instname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul, instacron:PUC_RS |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 7620745074616285884, 600, 600, 600, -8624664729441623247, -969369452308786627 |
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