Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T04:51:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2016 / A inflamação é um processo essencial à proteção do organismo,entretanto, pode tornar-se prejudicial quando persistente. Neste contexto, vários estudos têm sugerido a ativação do inflamassoma,complexo que processa as citocinas pró-inflamatórias pró-IL-1ß e pró-IL-18 em suas formas maduras, como um evento determinante na patogênese de condições inflamatórias. Evidências têm demonstrado quea produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) deve induzir a ativação do inflamassoma NLRP3. A neopterina, uma pteridinaendógena, é considerada um biomarcador precoce e sensível de ativação do sistema imune. Concentrações elevadas de neopterina podem ser encontradas nos fluidos biológicos de pacientes com doenças neurológicas/neurodegenerativas. Entretanto, as concentrações da neopterina no líquido cefalorraquidiano parecem não corresponder diretamente com as concentrações observadas no plasma, sugerindo que a pteridina tenha uma produção no sistema nervoso central (SNC) de maneira independente da periferia. Apesar de elevadas concentrações de neopterina terem sido associadas a estresse oxidativo e inflamação durante décadas, seu papel nestas condições ainda não está elucidado.Assim, investigou-se a produção de neopterina no SNC e seus efeitossobre a ativação do inflamassoma em condições inflamatórias.Inicialmente, investigou-se se os astrócitos contribuem para a síntese de neopterina e qual o efeito da neopterina exógena em condições de mitotoxicidade induzida por azida sódica. Observou-se que astrócitoscorticais produzem e secretam neopterina para o meio extracelular em condições de mitotoxicidade. Além disso, neopterina (50 nM) inibiu a produção de ERO e aumentou o conteúdo de heme-oxigenase-1 induzido pela mitotoxina. A fim de avaliar a produção central de neopterina, induziu-se a inflamação aguda através da administração intraperitoneal de lipopolissacarídeo bacteriano (LPS; 0,33 mg/kg) emcamundongos suíços adultos. Foi observado que o LPS aumentou rapidamente a produção de neopterina no hipocampo e a secreção damesma no soro, fenômenos que aconteceram em paralelo à ativação do inflamassoma. Com o objetivo de melhor compreender as consequências da produção de neopterina no SNC, avaliou-se também o papel do précondicionamento com neopterina na ativação do inflamassoma induzida por LPS em cultura primária de células nervosas humanas. Observou-seque o pré-condicionamento com neopterina reduziu a ativação do inflamassoma em astrócitos humanos, além de inibir a expressão gênica de pró-caspase-1 em neurônios. Ainda, a neopterina aumentou as ecreção astrocitária das citocinas anti-inflamatórias IL-10 e IL-1Ra. Considerando que além de biomarcador da ativação do sistema imune, a neopterina deve exercer funções neuro protetoras em condições inflamatórias no SNC, analisou-se a secreção de neopterina e mediadores inflamatórios no soro de pacientes diagnosticados com Transtorno do Espectro Autista (TEA). Observou-se concentrações elevadas de neopterina e das citocinas anti-inflamatórias IL-10 e IL-1Ra em pacientes diagnosticados com TEA, porém as citocinas próinflamatórias IL-1ß, TNF-a e IL-6 não aumentaram significativamente.Em conclusão, a produção de neopterina anterior ou em paralelo à estímulos inflamatórios no SNC pode exercer funções neuroprotetoras, favorecendo a resistência ao estresse oxidativo e inibindo a ativação do inflamassoma, provavelmente devido a ativação da via Nrf2/OH-1.<br> / Abstract: Inflammation is an essential process for host defense; however, it canbecome harmful when sustained. Several studies have suggested that inflammasome activation, a protein complex responsible for thematuration of pro-inflammatory cytokines, pro-IL-1ß and pro-IL-18, is akey event in the pathogenesis of inflammatory diseases. It has been demonstrated that reactive oxygen species (ROS) production maytrigger NLRP3 inflammasome activation. Neopterin, an endogenouspteridin, is considered an early and sensitive biomarker of immunesystem activation. Elevated neopterin levels can be found in thebiological fluids of patients affected by neurological/neuro degenerative diseases. The origin of the metabolite in the brain is still not completed defined, but there is some evidence suggesting that neopterin synthesisin the central nervous system (CNS) is independently of the periphery. Although elevated neopterin levels have been associated with oxidativestress and inflammation for decades, the role of the pteridine in these conditions remains also unclear. Initially, it was investigated whetherastrocytes could contribute to neopterin synthesis and the effects ofexogenous neopterin on azide-induced mitotoxicity. It was observed that rat cortical astrocytes produced and released neopterin under mitochondrial stress. In addition, extracellular neopterin (50 nM)inhibited ROS production and increased heme-oxygenase-1 (HO-1)content. Thus, we investigated neopterin production in the CNS under lipopolysaccharide (LPS)-induced inflammatory conditions. A singleLPS (0.33 mg/kg; intraperitoneal) injection in adult Swiss mice elicitedan early hippocampal and serum increase of neopterin levels, phenomenon that occurred in parallel with inflammasome activation. Aiming to better understand the role of neopterin under inflammatoryconditions in the CNS, we evaluated the effect of pre-conditioninghuman primary nerve cells on LPS-induced inflammasome activation.Neopterin pre-conditioning inhibited the inflammasome activation inastrocytes and neurons. Moreover, neopterin conditioning increased theastrocytic release of anti-inflammatory cytokines IL-10 and IL-1Ra.Finally, considering that neopterin showed the above mentionedcytoprotective effects and that it is a clinical biomarker for inflammation, we then analyzed the levels of neopterin and cytokines inthe serum of patients affected by Autism Spectrum Disorders (ASD),which physiopathology is still virtually known. Higher neopterin andanti-inflammatory IL-10 and IL-1Ra levels were observed in ASDpatients, while IL-1ß, TNF-a and IL-6 did not change. In conclusion,neopterin may exert neuroprotective functions when produced before orin parallel with the inflammatory stimulus in the CNS by favoring oxidative stress resistance and inhibiting inflammasome activation,probably by activating the Nrf2/HO-1 cytoprotective pathway.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/168086 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Martins, Roberta de Paula |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Latini, Alexandra Susana, Guillemin, Gilles |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 148 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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