Tese
Avaliação da atividade autofágica nos processos neurodegenerativos da via nigroestriatal em modelo experimental da doença de Parkinson
Evaluation of autophagic activity in neurodegenerative processes of the nigrostriatal pathway in experimental model of Parkinson's disease
Registro en:
SANTOS, Edson de Rezende. Avaliação da atividade autofágica nos processos neurodegenerativos da via nigroestriatal em modelo experimental da doença de Parkinson. 2022. 80 f. Tese (Doutorado em Ciências Fisiológicas) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2022.
Creative Commons Atribuição-Não Comercial-Sem Derivações 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
Autor
Santos, Edson de Rezende
Institución
Resumen
Parkinson's disease (PD) is the most prevalent neurodegenerative movement
disorder. It is characterized by neurodegeneration in the nigrostriatal pathway
[substantia nigra (pars compacta – SNpc – and pars reticulata – SNpr) and striatum]
and the presence of aggregated α-synuclein (α-syn), which results in motor and nonmotor symptoms. Disturbances in autophagy, a natural process of cleaning and
recycling intracellular material, seem to play a relevant role in the development or
progression of the disease or both. This work assessed the participation of autophagy
in the nigrostriatal pathway of parkinsonian animals. Sixty-four Wistar rats were used
and randomly divided into four groups (n = 16): 1) control (CTRL); 2) RES 0.1; 3) RES
0.2, and 4) RES 0.5. The RES groups were separated using the following doses: 0.1,
0.2, and 0.5 mg/kg, respectively. Fifteen injections of RES were administered, one
every 48 hours, subcutaneously. During the entire experiment, behavioral tests were
performed for voluntary motor assessment (catalepsy, every 48h); and involuntary
(oral movements (OM) on the days 10, 20, and 30; 48h after 5th, 10th, and 15th
injections, respectively) and non-motor (body weight assessment, every four days).
Forty-eight hours after the 15th injection, twenty-four animals (six from each group)
were perfused, and the brains were submitted to immunohistochemistry for tyrosine
hydroxylase (TH – SNpc/striatum) and α-syn (SNpr/striatum). Forty animals (ten from
each group) were decapitated, and the brains were removed and dissected to obtain
the striatum and substantia nigra (SN). These structures were processed and
submitted to the western blot technique for LC3-II, P62/SQTSM1, PARK7/DJ-1, and
caspase-3. In catalepsy, the motor symptoms were dose-dependent; the higher the
dose of RES, the earlier the motor deficits started. The RES 0.5 group became
cataleptic after the 3rd injection (p = 0.02), while in the RES 0.2 and RES 0.1 groups,
catatonia started 48h after the 5th and 6th injections (p < 0. 0001), respectively. The
OM test evaluated the following parameters: chewing movement and resting tremor
time. In general, there was a statistically significant increase (p < 0.05) of these
parameters in the RES groups on all evaluation days. A reduction in immunoreactive
TH cells was observed in the SN (RES 0.1, p = 0.019; RES 0.2, p = 0.006; RES 0.5, p
= 0.0006) and striatum (RES 0.1, p = 0.001; RES 0.2, p = 0.004; RES 0.5, p = 0.007).
In SNpr and striatum, there was an increase in α-syn immunoreactive neurons in all
RES groups (p > 0.05). In SN, an increase in P62 levels was observed in all RES
groups (p = 0.001) and PARK7 only in the RES 0.5 group (p < 0.0001). In the striatum,
there was an increase in LC3-II in the RES 0.2 (p = 0.010) and RES 0.5 (p = 0.043),
PARK7 and caspase-3 in the RES 0.5 group (p = 0.038; p = 0.016, respectively). These
data suggest that the impairment of the autophagic pathway may directly contribute to
neurodegeneration in the animal model of PD in the prodromal stages. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES A doença de Parkinson (DP) é o distúrbio neurodegenerativo do movimento mais
prevalente. Caracteriza-se pela neurodegeneração na via nigroestriatal (via NGE –
substância negra (parte compacta – SNpc e parte reticulada – SNpr) e estriado) e
presença de α-sinucleína (α-syn) agregada, que resulta em sintomas motores e não
motores. Distúrbios na autofagia, processo natural de limpeza e reciclagem de
material intracelular parece ter papel relevante no desenvolvimento e/ou progressão
da doença. O objetivo deste trabalho foi avaliar a participação da autofagia na
neurodegeneração da via NGE de animais experimentais da DP. Foram utilizados 64
ratos Wistar, distribuídos, aleatoriamente, em 4 grupos, n = 16, cada: (1) controle
(CTRL); (2) RES 0,1; (3) RES 0,2; (4) RES 0,5 – solução de RES nas doses de 0,1,
0,2 e 0,5 mg/kg, respectivamente. Foram administradas 15 injeções de RES, uma a
cada 48h, por via subcutânea. Durante todo o experimento, foram realizados testes
comportamentais para avaliações motoras voluntária (catalepsia – a cada 48h) e
involuntária (movimentos orais (MO) – dias 10, 20 e 30, 48h após 5ª, 10ª e 15ª
injeções, respectivamente) e avaliação não motora (massa corporal – MC, a cada 4
dias). Quarenta e oito horas após a 15ª injeção, vinte e quatro animais, 6 de cada
grupo, foram perfundidos e os encéfalos submetidos à imuno-histoquímica para
tirosina e hidroxilase (TH – SNpc/estriado) e α-syn (SNpr/estriado). Os outros 40
animais, 10 de cada grupo, foram decapitados, os encéfalos removidos e dissecados
para obtenção da região do estriado e da substância negra (SN). As estruturas foram
processadas e submetidas à técnica de western blot (WB) para os marcadores LC3-
II, P62/SQTSM1, PARK7/DJ-1 e caspase-3. Na catalepsia, os SM foram dosedependentes, isto é, quanto maior a dose da RES, mais cedo iniciaram-se os déficits
motores. O grupo RES 0,5 ficou cataléptico após a 3ª injeção (p=0,02), enquanto que
no grupo RES 0,2 e RES 0,1 a catatonia teve início 48h após a 5ª e 6ª injeções
(p<0,0001), respectivamente. No MO, foram avaliados os parâmetros movimento de
mastigação no vácuo (MMV) e tempo de tremor em repouso (TTR). De modo geral,
houve aumento estatisticamente significativo (p<0,05) tanto no MMV e TTR dos
grupos RES, em todos os dias de avaliação. Foi observado redução de células TH
imunorreativas na substância negra (SNpc) dos grupos RES (RES 0,1 – p=0,019; RES
0,2 – p=0,006; RES 0,5 – p=0,0006). O mesmo ocorreu no estriado (RES 0,1 –
p=0,001; RES 0,2 – p=0,004; RES 0,5 – p=0,007). Na SNpr e no estriado, houve
aumento de neurônios imunorreativos à α-syn nos grupos em todos os grupos RES
(p> 0,05). Na SN foram observados aumentos nos níveis de: P62 em todos os grupos
RES (p=0,001 – nos 3 grupos) e PARK7 apenas no grupo RES 0,5 (p<0,0001). No
estriado, houve aumento de: LC3-II nos grupos RES 0,2 (p=0,010) e RES 0,5
(p=0,043), PARK7 e caspase no grupo RES 0,5 (p=0,038; p=0,016, respectivamente).
Esses dados sugerem que o comprometimento da via autofágica pode contribuir de
forma direta para a neurodegeneração no modelo animal da DP em estágios
prodrômicos. São Cristóvão