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Advisor(s)
Abstract(s)
The brain is characterized by a high metabolism and contains several easily oxidizable
substances such as amines and lipids, resulting in exposure to high levels of oxidative stress.
In Parkinson's disease (PD), oxidative stress has been shown to be correlated with lipid
peroxidation, inflammation, mitochondrial dysfunction and aggregation of a-synuclein (asyn). This demonstrates that oxidative stress can be one of the triggers of Parkinson's
disease, as it is capable of inducing a series of pathogenic mechanisms characteristic of the
disease, contributing to its progression. In this sense, the identification of mechanisms that
help reducing oxidative stress may be an interesting strategy for controlling the progression
of the disease. Since 17ß-estradiol exerts neuroprotective functions and has proved
beneficial effects on several mechanisms such as neuroinflammation, excitotoxicity, among
others, we assessed whether the selective activation of the G protein-coupled estrogen
receptor (GPER), characterized by being involved in rapid non-genomic actions of 17ßestradiol, can exert a neuroprotective effect associated with the modulation of oxidative
stress. With this objective, we developed an in vivo study with mice injected with 6-OHDA,
which were later submitted to subcutaneous or intranasal treatment with the GPER agonist,
G1. We evaluated how the selective activation of the receptor can contribute to the reversion
of oxidative stress. To this end, several behavioral tests were performed to evaluate motor
function, such as Grip Test, Rotarod and Open Field Test, and relative mRNA levels of
antioxidant enzymes were measured by real-time PCR (RT-PCR). From the behavioral tests,
it was possible to conclude that the 6-OHDA-injection was not capable of affecting motor
behavior, since the results obtained with the Rotarod test, and the total distance travelled
obtained with the Open field Test did not present significant differences. On the other hand,
it was possible to observe that the parameters related with anxious behavior were increased
in animals injected with 6-OHDA, when compared with the control group. Therefore, it can
be concluded that the toxin had no effect at the level of motor behavior, but induced changes
in non-motor domains. Regarding the expression of antioxidant enzymes, although not
significant, an increase in the mRNA levels of Gpx4 and Nrf2 was observed in 6-OHDAinjected mice. This increase suggests a protective mechanism aiming to limit oxidative
stress. However, further studies are needed to confirm this hypothesis. Our results have
shown effects exercised by the G1, when administered by the two delivery approaches.
However, it was not possible to conclude whether the two types of G1 delivery have an
antioxidant effect in the presence of a dopaminergic insult. In this sense, further studies
would be necessary to confirm whether GPER activation is capable of modulating oxidative
stress and whether this effect is related to its currently recognized neuroprotective effects.
O cérebro caracteriza-se por apresentar um elevado metabolismo, e contém várias substâncias facilmente oxidáveis, tais como aminas e lípidos, o que resulta numa exposição a elevados níveis de stress oxidativo. Foi demonstrado que na doença de Parkinson (DP), o stress oxidativo está correlacionado com a peroxidação lipídica, inflamação, disfunção mitocondrial e agregação da a-synucleína (a-syn). Isto demonstra que o stress oxidativo pode ser um dos desencadeadores da doença de Parkinson, por ser capaz de induzir uma série de mecanismos patogénicos característicos da doença, contribuindo de forma crucial para a sua progressão. Neste sentido, a identificação de mecanismos que ajudem a reduzir o stress oxidativo podem ser estratégias interessantes para o controlo da progressão da doença. Uma vez que o 17ß-estradiol foi classificado como neuroprotetor e já demonstrou efeitos benéficos em diversos mecanismos como neuroinflamação, excitotoxicidade, entre outros, fomos avaliar se a ativação seletiva do recetor de estrogénios acoplado à proteína G (GPER), caracterizado por estar envolvido em ações não genómicas rápidas do 17ßestradiol, pode exercer um efeito neuroprotetor associado à modulação do stress oxidativo na DP. Com este objetivo, desenvolvemos um estudo in vivo com murganhos injetados com 6-OHDA, que foram, posteriormente, submetidos a tratamento subcutâneo ou intranasal com um agonista do recetor, o G1. Assim, avaliámos de que forma a ativação seletiva do recetor pode contribuir para a reversão do stress oxidativo. Para isso, foram efetuados vários testes comportamentais para avaliar a função motora, como o Grip Test, o Rotarod e o Open Field Test, e foram medidos os níveis de mRNA de enzimas antioxidantes, por PCR em tempo real (RT-PCR). A partir dos testes comportamentais, foi possível concluir que a injeção da toxina não afetou o comportamento motor uma vez que os resultados obtidos no Rotarod, e distância total percorrida obtida no Open Field Test não mostraram diferenças significativas. Por outro lado, foi possível observar que a injeção com 6-OHDA aumentou os parâmetros relacionados com o comportamento ansioso. Desta forma, é possível concluir que a toxina não exerceu efeito ao nível do comportamento motor, porém, induziu alterações a nível não-motor. Relativamente à expressão das enzimas antioxidantes, observou-se um aumento, ainda que sem significância estatística, dos níveis de mRNA da Gpx4 e do Nrf2 em animais injetados com 6-OHDA. Este aumento, pode querer evidenciar um mecanismo de proteção desencadeado por estas enzimas para lidar com o stress oxidativo. No entanto, mais estudos seriam necessários para conseguir comprovar esta hipótese. Os nossos resultados evidenciaram efeitos exercidos pelo G1, quando entregue pelos dois tipos de administração. No entanto, não foi possível concluir se os dois tipos de entrega do G1 têm um efeito antioxidante na presença de um insulto dopaminérgico. Neste sentido, mais estudos seriam necessários para perceber se a ativação do GPER é capaz de modular o stress oxidativo e, se este efeito está relacionado com os seus efeitos neuroprotetores atualmente reconhecidos.
O cérebro caracteriza-se por apresentar um elevado metabolismo, e contém várias substâncias facilmente oxidáveis, tais como aminas e lípidos, o que resulta numa exposição a elevados níveis de stress oxidativo. Foi demonstrado que na doença de Parkinson (DP), o stress oxidativo está correlacionado com a peroxidação lipídica, inflamação, disfunção mitocondrial e agregação da a-synucleína (a-syn). Isto demonstra que o stress oxidativo pode ser um dos desencadeadores da doença de Parkinson, por ser capaz de induzir uma série de mecanismos patogénicos característicos da doença, contribuindo de forma crucial para a sua progressão. Neste sentido, a identificação de mecanismos que ajudem a reduzir o stress oxidativo podem ser estratégias interessantes para o controlo da progressão da doença. Uma vez que o 17ß-estradiol foi classificado como neuroprotetor e já demonstrou efeitos benéficos em diversos mecanismos como neuroinflamação, excitotoxicidade, entre outros, fomos avaliar se a ativação seletiva do recetor de estrogénios acoplado à proteína G (GPER), caracterizado por estar envolvido em ações não genómicas rápidas do 17ßestradiol, pode exercer um efeito neuroprotetor associado à modulação do stress oxidativo na DP. Com este objetivo, desenvolvemos um estudo in vivo com murganhos injetados com 6-OHDA, que foram, posteriormente, submetidos a tratamento subcutâneo ou intranasal com um agonista do recetor, o G1. Assim, avaliámos de que forma a ativação seletiva do recetor pode contribuir para a reversão do stress oxidativo. Para isso, foram efetuados vários testes comportamentais para avaliar a função motora, como o Grip Test, o Rotarod e o Open Field Test, e foram medidos os níveis de mRNA de enzimas antioxidantes, por PCR em tempo real (RT-PCR). A partir dos testes comportamentais, foi possível concluir que a injeção da toxina não afetou o comportamento motor uma vez que os resultados obtidos no Rotarod, e distância total percorrida obtida no Open Field Test não mostraram diferenças significativas. Por outro lado, foi possível observar que a injeção com 6-OHDA aumentou os parâmetros relacionados com o comportamento ansioso. Desta forma, é possível concluir que a toxina não exerceu efeito ao nível do comportamento motor, porém, induziu alterações a nível não-motor. Relativamente à expressão das enzimas antioxidantes, observou-se um aumento, ainda que sem significância estatística, dos níveis de mRNA da Gpx4 e do Nrf2 em animais injetados com 6-OHDA. Este aumento, pode querer evidenciar um mecanismo de proteção desencadeado por estas enzimas para lidar com o stress oxidativo. No entanto, mais estudos seriam necessários para conseguir comprovar esta hipótese. Os nossos resultados evidenciaram efeitos exercidos pelo G1, quando entregue pelos dois tipos de administração. No entanto, não foi possível concluir se os dois tipos de entrega do G1 têm um efeito antioxidante na presença de um insulto dopaminérgico. Neste sentido, mais estudos seriam necessários para perceber se a ativação do GPER é capaz de modular o stress oxidativo e, se este efeito está relacionado com os seus efeitos neuroprotetores atualmente reconhecidos.
Description
Keywords
17ß-Estradiol Doença de Parkinson Enzimas Antioxidantes Recetor de Estrogénios Acoplado à Proteína G Stress Oxidativo