Efeitos da restrição de ferro sobre o metabolismo da dopamina e as propriedades bioquímicas da PrPC e α­-sinucleína

Abstract

Deposition of protein aggregates is one of the characteristics of neurodegenerative diseases, and reactive oxygen species (ROS) seems to contribute to this phenomenon. ROS can be produced by several metabolic pathways and the dopamine metabolism is one of examples. Current evidence show that dopamine metabolites can react with cellular príon protein (PrPC) and α­-synuclein generating aggregates. Considering that the iron availability can affect dopamine metabolism, this study aimed to evaluate the effects of iron deficiency on dopamine metabolism and on the biochemical properties of PrPC and α­-synuclein. C57BL/6 mice were fed with iron restricted diet (RF) or with normal diet (CTL) for one month. Iron restriction for one month was sufficient to reduce the iron and ferritin levels in the liver of RF animals. The ferritin reduction was also observed in the hippocampus of RF group, however an increase of ferritin levels was observed in striatum of the same animals, suggesting the occurrence of redistribution of iron pool. The levels of transferrin receptors were not changed, indicating that iron deficiency was not severe. Iron restriction produced distinct effects on dopamine metabolism in the studied regions. In the striatum, dopamine levels and its metabolites DOPAC and HVA were diminished. In the pre-frontal cortex, only HVA levels were augmented along with the MAO-A activity. In the hippocampus, no alterations of dopamine metabolism have been observed. However, iron restriction increased lipid peroxidation in hipocampus. PrPC protein levels were augmented only in the striatum of RF animals, while the α­-synuclein levels did not change in any regions. Although PrPC levels were not altered in hippocampus, PrPC became less soluble after iron restriction. The alteration in dopamine metabolism induced by iron restriction does not seem to directly influence the protein levels of PrPC and α­-synuclein. On the other hand, the iron restriction itself appears to affect PrPC expression and its solubility.

Deposição de agregados proteicos é umas das características de doenças neurodegenerativas, e espécies reativas de oxigênio (EROs) parecem contribuir para este fenômeno. As EROs podem ser produzidas por diversas vias metabólicas, sendo o metabolismo da dopamina um exemplo. Os dados da literatura demonstram que os metabólitos de dopamina podem reagir com a proteína príon celular (PrPC) e a α­-sinucleína, formando agregados. Sabendo que a biodisponibilidade de ferro pode afetar o metabolismo da dopamina, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da deficiência de ferro no metabolismo da dopamina e nas propriedades bioquímicas da PrPC e da α­-sinucleína. Para isso, os camundongos C57/BL6 foram tratados com ração restrita de ferro (RF) ou com ração normal (CTL) durante um mês. Este período foi suficiente para diminuir o nível de ferro e da ferritina no fígado dos animais RF. A redução de ferritina também foi observada no hipocampo do grupo RF, porém um aumento da ferritina foi observado no estriado dos mesmos animais, sugerindo uma redistribuição dos estoques de ferro. Os níveis do receptor de transferrina não foram alterados, indicando que a deficiência de ferro não foi severa. A restrição de ferro produziu os efeitos distintos no metabolismo de dopamina das regiões estudadas. No estriado, os níveis de dopamina e seus metabolitos DOPAC e HVA foram diminuídos. No córtex pré-frontal, somente os níveis de HVA foram aumentados junto com a atividade de MAO-A. Na região do hipocampo, não houve alteração no metabolismo da dopamina, porém ocorreu um aumento da peroxidação lipídica. O nível protéico da PrPC foi aumentado somente no estriado dos animais RF, enquanto que os níveis da α­-sinucleína não foram alterados em nenhuma das regiões. Embora o nível protéico não tenha sido alterado, a solubilidade de PrPC foi diminuída no hipocampo dos animais restritos de ferro. A alteração do metabolismo de dopamina induzida por restrição de ferro não parece influenciar diretamente nos níveis proteico de PrPC e α­-sinucleína, porém a própria alteração do metabolismo de ferro parece influenciar o nível de expressão e a solubilidade de PrPC.