Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-10-11T04:07:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0
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342134.pdf: 7285031 bytes, checksum: b987d4d26a82eb2ecb193bbfe9adeb3d (MD5) / A aterosclerose é uma doença inflamatória crônica caracterizada pelo acúmulo de lipídios e elementos celulares nas artérias de calibre médio e grande porte. Neste contexto, a modificação oxidativa da lipoproteína de baixa densidade (LDL) e a geração de espécies reativas no ambiente vascular desempenham um papel importante no desenvolvimento desta patogênese. O disseleneto de difenila (PhSe)2, um composto orgânico de selênio, tem demonstrado relevante papel na prevenção da aterosclerose e de outras doenças relacionadas com o estresse oxidativo em diversos modelos experimentais. Os efeitos antioxidantes do (PhSe)2 estão relacionados a sua capacidade em atuar como mimético a glutationa peroxidase e também por aumentar as defesas antioxidantes celulares, através da ativação de fatores de transcrição, como o Nrf2. Neste contexto, nosso objetivo foi investigar os mecanismos moleculares envolvidos no efeito citoprotetor do (PhSe)2 em macrófagos e células endoteliais. Os nossos resultados demonstraram que o pré-tratamento com (PhSe)2 reduziu os efeitos tóxicos induzidos pela LDLox em macrófagos murinos J774, incluindo a geração de ERO, distúrbio da homeostase do ?NO, ativação de metaloproteinases de matriz, formação de células espumosas e disfunção mitocondrial. Além disso, os efeitos da sinalização redox do (PhSe)2 foram acompanhados pela regulação do fator de transcrição NF-?B, aumento dos níveis de GSH e da atividade da GGCS em macrófagos de forma dependente do tempo. Esses resultados estão relacionados com a capacidade do (PhSe)2 em promover a ativação e a translocação nuclear do fator de transcrição Nrf2. Por outro lado, o aumento da atividade da GGCS e a translocação para o núcleo do Nrf2 induzidas pelo (PhSe)2 foram revertidas pelos inibidores de PI3K, JNK e p38MAPK. Ainda, o (PhSe)2 aumentou os níveis proteicos de enzimas antioxidantes, como HO-1 e Prx-1, dependentes de Nrf2. Além disso, este composto aumentou a atividade da GPx, a qual está relacionada com o aumento nos níveis proteicos das isoformas GPx1 e GPx2 da enzima. Interessantemente, o (PhSe)2 aumenta os níveis de MnSOD e GPx2, enzimas que não são alvos de Nrf2, sugerindo que outro fator de transcrição pode estar envolvido no efeito antioxidante do (PhSe)2. Considerando o importante papel das células endoteliais vasculares no processo aterogênico, utilizando células endoteliais da aorta bovina (BAEC), investigamos o efeito citoprotetor do (PhSe)2 nestas células expostas a privação de oxigênio e glicose, seguido de reoxigenação (OGD), simulando um quadro dehipóxia. Inicialmente verificamos que o (PhSe)2, na sua forma reduzida selenol, aumentou a constante de reação com ONOO- na medida que o pH diminuiu, sugerindo apresentar um efeito protetor em casos de acidose metabólica, como ocorre na hipóxia. Além disso, o (PhSe)2 preveniu a morte celular e a geração de ERO/ERN induzidos pela OGD. Ademais, a OGD diminuiu o potencial de membrana mitocondrial e a eficiência respiratória mitocondrial, sendos esses efeitos prevenidos pelo tratamento com (PhSe)2. Este efeito protetor pode estar relacionado, em parte, a sua atividade antioxidante como mimético da GPx e, por outro lado, por sua capacidade em ativar fatores transcricionais promotores do aumento da expressão de enzimas antioxidantes, diminuindo, desta forma, os efeitos nocivos provocados por espécies reativas e melhorando, consequentemente, o ambiente redox celular. Assim, os nossos resultados sugerem que o (PhSe)2 melhorou os sistemas de defesas antioxidantes em macrófagos e em células endoteliais através da modulação de diferentes vias de sinalização.<br> / Abstract : Atherosclerosis is a chronic inflammatory disease characterized by accumulation of lipids and cellular elements in the medium and large-sized arteries. In this context, the oxidative modification of low density lipoprotein (LDL) and the generation of reactive oxygen species (ROS) in the vascular environment play an important role in the development of this pathogenesis. The diphenyl diselenide (PhSe)2, an organic selenium compound, has been demonstrated significant role in prevention of atherosclerosis and other diseases associated with oxidative stress in different experimental models. The antioxidant effects of (PhSe)2 are related to its ability to act as glutathione peroxidase mimetic and also by increasing cellular antioxidant defenses, via activation of transcription factors, such as Nrf2. Thus, our goal was to investigate the molecular mechanisms involved in the cytoprotective effect of (PhSe)2 in macrophages and endothelial cells. Our results showed that pre-treatment with (PhSe)2 reduced the toxic effects induced by oxLDL in J774 murine macrophages, including ROS, disturbance of ?NO homeostasis, matrix metalloproteinase activation, foam cell formation and mitochondrial dysfunction. Moreover, the effects of redox signaling caused by (PhSe)2 were monitored by regulation of the transcription factor NF-?B, increasing GSH levels and GGCS activity in the macrophages in a time-dependent manner. These results are related to the capacity of (PhSe)2 in promoting activation and nuclear translocation of the transcription factor Nrf2. On the other hand, the increased GGCS activity and translocation of Nrf2 to the nucleus-induced by (PhSe)2 were reversed by inhibitors of PI3K, JNK and p38MAPK. Furthermore, (PhSe)2 increased the protein levels of antioxidant enzymes, such as HO-1 and Prx-1, an Nrf2-dependent mechanism. In addition, this compound increased GPx activity, which is related to the rise in the protein levels of GPx1 and GPx2 isozymes. Interestingly, (PhSe)2 increased the protein levels of MnSOD and GPx2, enzymes that are not Nrf2 targets, suggesting that another transcription factor may be involved in the antioxidant effect of (PhSe)2. Considering the important role of vascular endothelial cells in the atherogenic process, using bovine aortic endothelial cells (BAEC), we investigate the cytoprotective effect of (PhSe)2 in this cells exposed to deprivation of oxygen and glucose, followed by reoxygenation (OGD) protocol, simulating a hypoxia condition. Initially we found that the (PhSe)2, in reduced form selenol, increased reaction constant with ONOO- as the pH decreased, suggesting a protective effect in case of metabolicacidosis, as occurs in hypoxia. Furthermore, (PhSe)2 prevented cell death and generation of ROS/RNS induced by OGD. Moreover, OGD decresead the mitochondrial membrane potential and mitochondrial respiratory efficiency, being both of this effects prevented by (PhSe)2 treatment. This protective effect may be, in part, related by its antioxidant activity as GPx mimetic and, secondly, by its ability to activate transcription factors that enhance expression of antioxidant enzymes, reducing, thus, the harmful effects caused by reactive species and improving the intracellular redox environment. Thus, our results suggest that (PhSe)2 improved the antioxidant defense system in macrophages and endothelial cells through modulation of different signaling pathways.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/169103 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Straliotto, Marcos Raniel |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Bem, Andreza Fabro de |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | 148 p.| ils., grafs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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