Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em BioquÃmica, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-05-24T17:39:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2015 / A doença de Parkinson (DP) é uma doença neurodegenerativa de causa multifatorial, cujos sintomas manifestam-se normalmente na fase adulta tardia. Evidências recentes têm apontado para fatores ambientais do perÃodo perinatal (incluindo a exposição a pesticidas) e o processo inflamatório (causado por infecções virais ou bacterianas) como causadores de toxicidade direta aos neurônios dopaminérgicos. Ainda, estudos sugerem que exposições à toxicantes durante o perÃodo perinatal podem ser responsáveis por uma condição de toxicidade silenciosa com consequências tardias e duradouras no sistema dopaminérgico nigroestriatal, algumas das quais são evidenciadas apenas se este sistema sofrer um novo insulto na fase adulta. Embora tais evidências pareçam ser de grande importância para o entendimento da etiologia da doença de Parkinson idiopática, os mecanismos moleculares relacionados a tais fenômenos são desconhecidos. O objetivo do presente trabalho foi investigar os mecanismos relacionados à neurotoxicidade dopaminérgica tardia decorrente da exposição aos pesticidas paraquat (PQ) e maneb (MB) ou ao processo inflamatório induzido pela administração sistêmica de lipopolissacarÃdeo (LPS) no sistema nigroestriatal em desenvolvimento relacionando-os com o eventual aumento da susceptibilidade a insultos neurotóxicos decorrentes da exposição aos pesticidas na fase adulta. Além disso, objetivou-se investigar o efeito da exposição aos pesticidas PQ e MB em cultivos de células tronco neurais sobre parâmetros de proliferação e diferenciação celular. Camundongos Swiss machos e fêmeas foram expostos a uma combinação dos pesticidas PQ e MB (PQ + MB) diariamente entre o dia pós-natal (PN) 5 ao 19. A exposição PN ao PQ + MB não causou mortalidade, alterações no peso corporal e nem alterações comportamentais no sistema motor dos animais, indicando ausência de toxicidade evidente. Entretanto, houve redução na atividade dos complexos I e II da cadeia transportadora de elétrons mitocondrial, além de redução nos nÃveis dos marcadores dopaminérgicos tirosina hidroxilase (TH) e transportador de dopamina (DAT) no estriado. Ainda, houve uma diminuição significativa no número de neurônios TH e DAT positivos na substância negra pars compacta (SNpc), a qual pode estar relacionada ao mecanismo de toxicidade silenciosa. Essas alterações foram evidenciadas apenas nos camundongos machos. Quando esses animais foram reexpostos aos mesmos toxicantes na vida adulta foram observadas alterações motoras, bem como degeneração dos neurônios dopaminérgicos na SNpc, indicando um aumento na susceptibilidade dos animais machos à segunda exposição na vida adulta. Por outro lado, camundongos Swiss machos e fêmeas expostos ao LPS (dia PN 5 e 10) apresentaram comprometimento motor significativo e aumento nos nÃveis de interleucinas inflamatórias no estriado. Quando esses animais foram expostos aos pesticidas na vida adulta, apenas os camundongos machos apresentaram alterações comportamentais que podem indicar um possÃvel aumento na susceptibilidade dos animais. Por fim, foi avaliado o efeito da exposição ao PQ e MB em cultivos primários de células tronco neurais de ratos. A exposição aos pesticidas, especialmente o PQ ou a associação PQ + MB induziu uma redução na proliferação celular e um aumento na geração de espécies reativas. A redução na proliferação celular foi relacionada a alterações na expressão gênica de proteÃnas importantes na regulação do ciclo celular. Os dados indicam que exposições a toxicantes ambientais e o processo inflamatório durante perÃodos crÃticos do desenvolvimento cerebral podem levar a uma progressiva neurotoxicidade na vida adulta.<br> / Abstract : Parkinson's disease (PD) is a multifactorial neurodegenerative disorder with late-life onset. It has been hypothesized that PD could arise from events that occur early in development that have long-term but delayed adverse consequences for the nigrostriatal dopamine system, which may become evident only if the system undergoes further adult-related insult. Possible developmental events could include exposures to environmental neurotoxicants (including pesticides) and inflammatory process (induced by bacterial or viral infections). A "silent toxic" status has been hypothesized to be responsible for the enhanced adult susceptibility to environmental factors known to be involved in the induction of neurodegenerative disorders. However, the molecular mechanisms related with this phenomenon are unknown. Therefore, the objective of the present study was to investigate the mechanisms of late dopaminergic toxicity induced by exposures to the pesticides paraquat (PQ) and maneb (MB), as well as the inflammatory process induced by systemic lipopolysaccharide (LPS) administration on the nigrostriatal dopaminergic system during the early-postnatal development. In addition, we aimed to evaluate whether pesticides or LPS exposure during critical periods of development could enhance the vulnerability of the dopaminergic system to the toxicity elicited by subsequent re-exposure to the pesticide in adult life. Moreover, we aimed to investigate the effects of PQ and MB exposure in primary embryonic neural stem cells (NSC) on parameters related to cell proliferation and differentiation. Male and female Swiss mice were treated daily with a combination of PQ and MB (PQ + MB) from post-natal (PN) day 5 to 19. Pesticide exposure did not induce mortally; neither modify body weight nor mice motor function. However, PQ + MB exposure decreased the activity of mitochondrial complex I and II and reduced the levels of tyrosine hydroxylase (TH) and dopamine transporter (DAT) in striatum. In addition, postnatal PQ+MB exposure decreased the number of TH and DAT positive neurons in the substantia nigra pars compacta (SNpc), which was related to the silent toxicity mechanism. These alterations were observed just in male mice. The findings indicate that the exposure to PQ + MB during PN period was able to produce permanent and progressive lesions of the nigrostriatal dopaminergic system and enhanced adult susceptibility of male mice to this pesticide. On the other hand, male and female mice exposed to LPS (at PN days 5 and 10) showed a significant motor deficits and an increase in striatal inflammatory interleukin levels. Male mice exposed developmentally to LPS and re-challenged as adults to PQ + MB showed alterations in motor function, indicating a possible increase in the adult susceptibility of male mice to the pesticides. The effect of PQ and MB exposure was also investigated in NSC. Pesticides exposure, especially to PQ or PQ+MB reduced cell proliferation and induced an increase in reactive species generation. The decrease in cell proliferation was elated to alterations in gene expression of important proteins modulating the cell cycle regulation. Taken together, these findings indicate that exposure to environmental toxicants and the inflammatory process during brain development might lead to a progressive neurotoxicity late in life.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/162701 |
| Date | January 2015 |
| Creators | Colle, Dirleise |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Farina, Marcelo |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 159 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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