Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:56:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2016 / A guanosina, nucleosídeo derivado da purina guanina, exerce efeitos neuroprotetores e neurotróficos no Sistema Nervoso Central (SNC). Recentemente, um sistema de neurotransmissão purinérgica dos derivados da guanina, ou sistema guanosinérgico, foi proposto. Deste sistema de neurotransmissão, já são conhecidos transportadores de nucleosídeos e enzimas responsáveis pelo metabolismo intra e extracelular, porém os receptores de membrana seletivos para a guanosina ainda não foram claramente caracterizados. Alguns efeitos neuroprotetores da guanosina parecem depender da ativação dos receptores de adenosina A1R e A2AR. Nesta tese, foi avaliada (i) a interação da guanosina com oligômeros de receptores de adenosina A1RA2AR; e (ii) o efeito da guanosina em um modelo animal da doença de Alzheimer. No capítulo I, através da superexpressão heteróloga dos receptores A1 e A2A em células HEK293, demonstramos que a guanosina não altera a colocalização destes receptores na membrana celular e sua heteromerização, quando avaliada por BRET e complementação de fluorescência. A guanosina não tem efeito per se, mas inibe o aumento de Ca2+ intracelular induzido por agonista de A1R (CCPA) em células que expressam A1R. Em células que expressam A1R+A2AR guanosina previne a aumento de Ca2+ induzido por agonista de A1R ou de A2AR. Guanosina induz aumento de AMPc em células A2AR, mas inibe o aumento de AMPc na presença dos agonistas A2AR, adenosina e CGS21680. Experimentos de nanoBRET sugerem que a guanosina desloca a ligação do agonista A2AR (APEC) em células que expressam A2AR e oligômeros A1R+A2AR. O efeito neuroprotetor da guanosina, não é observado em um modelo de isquemia in vitro realizado em fatias hipocampais de camundongos knock-out para o A2AR. Os resultados sugerem que guanosina pode interferir com a sinalização celular ativada por A1R e A2AR, e na presença de agonistas A2AR, guanosina bloqueia a ativação deste receptor. Além disso, o efeito neuroprotetor da guanosina depende da expressão de A2AR. No capítulo II desta tese, o efeito neuroprotetor da guanosina foi avaliado em um modelo de toxicidade do peptídeo beta-amiloide (Aß1-40), um modelo animal da doença de Alzheimer. Guanosina administrada logo após a infusão i.c.v do Aß1-40 e durante 14 dias consecutivos reverteu o déficit cognitivo e o comportamento tipo-anedônico induzidos pelo Aß1- 40. Guanosina preveniu o aumento na captação de glutamato independente de Na+ induzido pelo Aß1-40. A análise dos níveis de purinas mostra que Aß1-40 aumentou os níveis de ADP e ATP no hipocampo dos animais, e que o tratamento com guanosina aumentou os níveis de GDP. Aß1-40 reduziu a expressão de GFAP na região CA1 do hipocampo dos camundongos e guanosina não alterou esse efeito. Não foi observada alteração nos níveis de sinaptofisina no hipocampo dos animais. Os resultados obtidos sugerem que guanosina previne alterações cognitivas e no transporte de glutamato induzidas pelo Aß1-40 em camundongos. Esta tese contribuiu para identificar os sítios extracelulares de interação da guanosina e adicionou evidências sobre o efeito neuroprotetor da guanosina.<br> / Abstract : Guanosine, the guanine-based nucleoside, exerts neurotrophic and neuroprotective effects in the Central Nervous System (CNS). A guaninebased purinergic system - or guanosinergic system ? has been recently proposed. In this neurotransmitter system some components are known, as nucleosides transporters and enzymes responsible for intra and extracellular metabolism. However, a selective extracellular site for guanosine interaction or guanosine receptor has not yet been clearly characterized. Some of guanosine neuroprotective effects seem to be dependent upon the activation of adenosine A1 or A2A receptors. In this study, we investigated (i) the possible guanosine interaction with A1RA2AR oligomers, and (ii) guanosine neuroprotective effect in an animal model of Alzheimer´s disease. Using A1R and A2AR heterologous expression in HEK193 cells, we showed that guanosine did not alter the colocalization of these receptors at the cellular membrane. Guanosine also did not modify A1R-A2AR heteromeric formation, evaluated with BRET and bimolecular fluorescence complementation (BiFC) techniques. Guanosine alone had no effect on intracellular Ca2+ signaling, but it inhibited the increase in Ca2+ induced by an A1R agonist (CCPA) in A1Rcells. In A1R+A2AR-expressing cells, guanosine prevents Ca2+ signaling evoked by A1R or A2AR agonists. Guanosine increased cAMP levels in A2AR cells, but it inhibited cAMP increase induced by adenosine or CGS21680 (A2AR agonists). NanoBRET experiments suggested that guanosine displaced the binding of an A2AR agonist (APEC), both in A2AR and A2AR+A1R cells. Guanosine neuroprotective effect in an in vitro model of ischemia was not observed in hippocampal slices of A2ARknockout mice. Data presented here suggest that guanosine can interfere on A1R and A2AR activated signaling pathways. However, in the presence of an A2AR agonist, guanosine blocks A2AR activation. Furthermore, the neuroprotective effect of guanosine is dependent on A2AR expression. In chapter II, we assessed guanosine neuroprotective effects against amyloid-beta peptide (Aß1-40) intracerebroventricular infusion, an animal model of Alzheimer´s disease. Guanosine treatment soon after Aß1-40 i.c.v infusion and once a day during the 14 consecutive days, inhibited the cognitive deficit and the anhedonic-like behavior induced by Aß1-40. Guanosine prevented the impairment in Na+-independent glutamate transport induced by Aß1-40. Purines levels analysis showed that Aß1-40 increased ATP and ADP at mice hippocampus, and guanosine increased GDP levels. Aß1-40 infusion decreased GFAP at CA1 hippocampal region, an effect not modified by guanosine. No changes in synaptophysin levels were observed. Presented data show that guanosine prevents cognitive alterations and the unbalance in glutamate transmission evoked by Aß1-40 in mice. Therefore, this thesis has contributed to identify extracellular sites to guanosine action and add information on the neuroprotective effects of guanosine.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/168138 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Lanznaster, Débora |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Tasca, Carla Inês |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 145 p.| il., grafs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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