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Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
Parkinson's disease (PD) is a neurodegenerative disease characterized by the accumulation of
a-synuclein protein and, consequently, neuronal degeneration, culminating in motor and nonmotor symptoms. Its etiology may come from environmental agents or genetic factors.
Currently, there are no effective treatments for PD, so it is important to identify new targets
and therapeutic strategies. Experiments carried out in in vitro and in vivo animal models have
been a valuable tool to understand the pathophysiological mechanisms of PD. Animal models
allow the study of several characteristics of the PD phenotype and are categorized into
genetic models and toxin-induced models, which include the model induced by 6-
hydroxydopamine (6-OHDA) used in the present work. 6-OHDA is a neurotoxin that, after
being taken up by dopaminergic neurons, through dopamine transporters (DAT), induces the
formation of free radicals, mitochondrial dysfunction, and glial activation, culminating in the
death of dopaminergic neurons. In different studies, miRNAs (miR) have been identified as
attenuating PD due to their potent modulating effect on the regulation of gene expression
associated with the pathophysiological mechanisms of PD. Previous studies by our research
group showed that miR-124 has a neuroprotective and neurogenic effect in the 6-OHDA
model. Other studies report increased levels of miR-204 and miR-224 in the brains of patients
with PD and experimental cellular and animal models. Although there is evidence of increased
values of these miRs, there are no studies on their cellular and molecular effects in PD
models. In this study, we examined the effects of miR-204 and miR-224 on astrocytic and
microglial activation, evaluating the protein expression levels of glial fibrillary acidic protein
(GFAP) and ionized calcium-binding adapter molecule-1 (IBA-1) markers by western blot. As
expected, we found an increase in GFAP and IBA-1 expression in the SN and SN of mice
treated with 6-OHDA toxin compared to saline-treated mice, which indicates astrocytic and
microglial activation, respectively. In animals exposed to 6-OHDA in the striatum and miR-204
or miR-224 in the substantia nigra, we observed a decrease in the expression of GFAP and IBA1 compared to animals treated with 6-OHDA, which suggests an anti-inflammatory and
protective effects of these miRs. However, further studies are needed to better understand
the effects of these miRs on PD, so that they can be used as therapeutic targets.
A doença de Parkinson (DP) é uma doença neurodegenerativa caracterizada pela acumulação da proteína a-sinucleína e, consequente, degeneração neuronal, culminando em sintomas motores e não motores. A sua etiologia pode advir de agentes ambientais ou fatores genéticos. Atualmente, não existem tratamentos eficazes para a DP, sendo assim importante identificar novos alvos e estratégias terapêuticas. Experiências realizadas em modelos animais in vitro e in vivo têm sido uma ferramenta valiosa para entender os mecanismos fisiopatológicos da DP. Modelos animais permitem o estudo de várias caraterísticas do fenótipo de DP e categorizam-se em modelos genéticos e modelos induzidos de toxinas, no qual se enquadra o modelo induzido pela 6-hidroxidopamina (6-OHDA) utilizado no presente trabalho. A 6-OHDA é uma neurotoxina que, após ser captada pelos neurónios dopaminérgicos, através dos transportadores de dopamina (DAT), induz a formação de radicais livres, disfunção mitocondrial e ativação glial, culminando na morte de neurónios dopaminérgicos. Em distintos estudos, os miRNAs (miR) foram identificados como atenuantes da DP devido ao seu potente efeito modulador da regulação da expressão de genes associados a mecanismos fisiopatológicos da DP. Estudos prévios do nosso grupo de investigação demonstraram que o miR-124 possui efeitos neuroprotetores e neurogénicos no modelo da 6- OHDA. Outros estudos relatam níveis aumentados de miR-204 e miR-224 em cérebros de pacientes com DP e modelos experimentais celulares e animais. Apesar de existirem evidências de valores aumentados destes miRs, não existem estudos sobre os seus efeitos celulares e moleculares em modelos da DP. Neste estudo, examinamos o efeito dos miR-204 e miR-224 na ativação astrocítica e microglial, avaliando os níveis de expressão proteica dos marcadores da proteína ácida fibrilar glial (GFAP) e da molécula adaptadora de ligação ao cálcio ionizado-1 (IBA-1) por western-blot. Como esperado, verificamos um aumento de expressão de GFAP e IBA-1 na substância nigra e estriado de murganhos tratados com a toxina 6-OHDA em comparação com murganhos tratados com solução salina, o que indica ativação astrocitária e da microglia, respetivamente. Em animais expostos com 6-OHDA no estriado e miR-204 ou miR-224 na substância nigra, verificamos uma diminuição da expressão de GFAP e IBA-1 relativamente aos animais tratados com a 6-OHDA, o que sugere um efeito antiinflamatório e protetor por parte destes miRs. No entanto, estudos adicionais são necessários para compreender melhor os efeitos destes miRs na doença de Parkinson, de forma a poderem ser utilizados como alvos terapêuticos.
A doença de Parkinson (DP) é uma doença neurodegenerativa caracterizada pela acumulação da proteína a-sinucleína e, consequente, degeneração neuronal, culminando em sintomas motores e não motores. A sua etiologia pode advir de agentes ambientais ou fatores genéticos. Atualmente, não existem tratamentos eficazes para a DP, sendo assim importante identificar novos alvos e estratégias terapêuticas. Experiências realizadas em modelos animais in vitro e in vivo têm sido uma ferramenta valiosa para entender os mecanismos fisiopatológicos da DP. Modelos animais permitem o estudo de várias caraterísticas do fenótipo de DP e categorizam-se em modelos genéticos e modelos induzidos de toxinas, no qual se enquadra o modelo induzido pela 6-hidroxidopamina (6-OHDA) utilizado no presente trabalho. A 6-OHDA é uma neurotoxina que, após ser captada pelos neurónios dopaminérgicos, através dos transportadores de dopamina (DAT), induz a formação de radicais livres, disfunção mitocondrial e ativação glial, culminando na morte de neurónios dopaminérgicos. Em distintos estudos, os miRNAs (miR) foram identificados como atenuantes da DP devido ao seu potente efeito modulador da regulação da expressão de genes associados a mecanismos fisiopatológicos da DP. Estudos prévios do nosso grupo de investigação demonstraram que o miR-124 possui efeitos neuroprotetores e neurogénicos no modelo da 6- OHDA. Outros estudos relatam níveis aumentados de miR-204 e miR-224 em cérebros de pacientes com DP e modelos experimentais celulares e animais. Apesar de existirem evidências de valores aumentados destes miRs, não existem estudos sobre os seus efeitos celulares e moleculares em modelos da DP. Neste estudo, examinamos o efeito dos miR-204 e miR-224 na ativação astrocítica e microglial, avaliando os níveis de expressão proteica dos marcadores da proteína ácida fibrilar glial (GFAP) e da molécula adaptadora de ligação ao cálcio ionizado-1 (IBA-1) por western-blot. Como esperado, verificamos um aumento de expressão de GFAP e IBA-1 na substância nigra e estriado de murganhos tratados com a toxina 6-OHDA em comparação com murganhos tratados com solução salina, o que indica ativação astrocitária e da microglia, respetivamente. Em animais expostos com 6-OHDA no estriado e miR-204 ou miR-224 na substância nigra, verificamos uma diminuição da expressão de GFAP e IBA-1 relativamente aos animais tratados com a 6-OHDA, o que sugere um efeito antiinflamatório e protetor por parte destes miRs. No entanto, estudos adicionais são necessários para compreender melhor os efeitos destes miRs na doença de Parkinson, de forma a poderem ser utilizados como alvos terapêuticos.
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Keywords
Astrócitos Doença de Parkinson Microglia Mir-204 Mir-224 Neuroinflamação