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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.17.2020.tde-05062020-084321
Document
Author
Full name
Egidi Mayara Firmino Silva
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2019
Supervisor
Committee
Moraes, Leonardo Resstel Barbosa (President)
Bertoglio, Leandro José
Gomes, Felipe Villela
Munhoz, Carolina Demarchi
Title in Portuguese
Efeitos neuroprotetores do antagonismo dos receptores TRPV1 em um modelo animal da Doença de Alzheimer
Keywords in Portuguese
Doença de Alzheimer
Memória
Receptores TRPV1
SB366791
Abstract in Portuguese
O processo neurotóxico da doença de Alzheimer (DA) é causado pela deposição da proteína beta-amilóide em torno dos neurônios das áreas do sistema nervoso central, como o córtex pré-frontal medial (MPFC) e o hipocampo (Hpc). Esse acúmulo de proteínas leva à excitotoxicidade glutamatérgica, que por sua vez induz um aumento exagerado nas concentrações intracelulares de cálcio. O cálcio, nessas condições, está relacionado à ativação de vias neurotóxicas que culminam na morte celular. O cálcio pode permear a célula através de outros receptores, como os canais TRPV1, a fim de ativar essas vias. Foi demonstrado em estudos in vitro que esses receptores contribuem para o aumento da expressão de marcadores inflamatórios e oxidantes induzidos pela aplicação da proteína beta-amilóide na cultura de astrócitos corticais. Tais dados sugerem que esses receptores podem contribuir para o processo neurotóxico da DA. No entanto, a avaliação do papel dos receptores TRPV1 tem sido pouco estudada. Portanto, a hipótese do presente estudo é a de que os receptores TRPV1 presentes no CPFM e Hpc podem exercer um efeito neurotóxico e prejudicar processos de plasticidade sináptica durante a evolução da doença. Para induzir os sintomas e prejuízos cognitivos da DA, camundongos C57 com 7 semanas de idade foram microinjetados com AβOs (i.c.v.) após cirurgia estereotáxica. Posteriormente, 24 horas após a microinjecão de AβOs, os animais foram submetidos a um tratamento repetido durante 14 dias com um antagonista do receptor de TRPV1, SB366791 ou veículo (0,15 mg/kg, i.p.). Em seguida, 24 horas após o término do tratamento, foram submetidos ao teste de reconhecimento de objetos e aos modelos de condicionamento de medo sonoro ou contextual. Após os testes comportamentais, MPFC e Hpc foram dissecados para análise molecular. Os procedimentos experimentais foram realizados seguindo protocolos aprovados pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto 034/2018. Inicialmente, a microinjeção do AβOs promoveu prejuízo na memória de curto prazo 24h após a injeção. O tratamento com SB366791 preveniu significativamente o prejuízo da memória de curto prazo e de longo prazo no teste de reconhecimento de objetos ocasionados pelo AβOs. Da mesma forma, no teste de medo condicionado ao contexto ou ao som, o tratamento repetido com o SB366791 foi capaz de impedir o prejuízo da consolidação da memória aversiva induzida pelo AβOs. Além disso, neste modelo da DA, os animais apresentaram aumento nas citocinas pró- inflamatórias IL-1β e TNFα tanto no CPFM quanto no Hpc que também foi prevenido pelo SB366791. Apesar das alterações inflamatórias, não houve diferença nas células positivas de Iba-1 e NeuN entre os grupos. Adicionalmente, animais knockout TRPV1 também preveniram todas as alterações comportamentais e moleculares ocasionadas pela microinjeção de AβOs. Experimentos prévios em cultura de tecido de humano também demonstraram que o AβOs parece promover um aumento na liberação de TNFα que é diminuída com o tratamento com SB366791. Estes resultados sugerem que o antagonismo do receptor TRPV1 tem um efeito neuroprotetor, diminuindo o déficit cognitivo no modelo de DA induzido por AβOs. Além disso, diminuiu as citocinas pró-inflamatórias IL-1β e TNFα em MPFC e Hpc. Assim, a manipulação farmacológica dos receptores TRPV1 poderia oferecer uma nova abordagem para o tratamento da DA.
Title in English
Neuroprotective effects of TRPV1 receptor antagonism in an animal model of Alzheimer's disease
Keywords in English
Alzheimer's disease
Memory
SB369971
TRPV1 receivers
Abstract in English
The neurotoxic process of Alzheimer's disease (AD) is caused by the deposition of beta-amyloid protein around neurons of central nervous system areas such as the medial prefrontal cortex (MPFC) and hippocampus (Hpc). This protein accumulation leads to glutamatergic excitotoxicity, which in turn induces an exaggerated increase in the intracellular concentrations of calcium. Calcium, in these conditions, is related to the activation of neurotoxic pathways that culminate in cell death. Calcium can permeate the cell through other receptors such as TRPV1 channels in order to activate such pathways. It has been demonstrated in in vitro studies that these receptors contribute to increased expression of inflammatory and oxidant markers induced by application of beta-amyloid protein in cortical astrocyte culture. Such data suggest that these receptors may contribute to the neurotoxic process during disease development. However, the effect of a TRPV1 antagonist in an animal model of Alzheimer's disease has not yet been verified. Therefore, the hypothesis of the present project is that the TRPV1 receptors present in MPFC and Hpc can exert a neurotoxic effect and impair synaptic plasticity processes during the evolution of the disease. Methods: To induce AD-like pathological and cognitive impairments, C57 mice at 7 weeks of age were microinjected with AβOs (i.c.v.) after stereotaxic surgery. Subsequently, 24 hours after AβOs microinjection the animals underwent a 14 days repeated treatment with a TRPV1 receptor antagonist, SB366791 or vehicle (0.15mg / kg, i.p). Then, 24 hours after the end of the treatment, they were submitted to the object recognition test and to sound or contextual fear conditioning models. After the behavioral tests, MPFC and Hpc were dissected for molecular analysis. The experimental procedures were carried out following protocols approved by the Ethical Review Committee of the School of Medicine of Ribeirão Preto 034/2018. Initially, microinjection of AβOs impaired short-term memory 24 hours after injection. Treatment with SB366791 significantly prevented short-term and long-term memory impairment in the object recognition test. Similarly, in the context- or sound-conditioned fear test, repeated treatment with SB366791 was able to preclude AβOs induced damage of aversive memory consolidation. However, in the sound-conditioned fear test, animals with AβOs presented a greater expression of conditioned fear when compared to the control group. In addition, in this model the animals showed an increase in the proinflammatory cytokines IL-1β and TNFα both in cortex and in hippocampus which has also been prevented by repeated TRPV1 receptor antagonism. Despite the inflammatory changes, there was no difference in positive Iba-1 and NeuN cells between the groups. In addition, TRPV1 knockout animals also prevented all behavioral and molecular changes caused by microinjection of AβOs. Previous experiments in human tissue culture have also shown that AβOs appear to promote an increase in TNFα release that is decreased with treatment with SB366791. Our findings suggest that TRPV1 receptor antagonism has a neuroprotective effect by decreasing cognitive deficit in the AβOs. induced AD model. In addition, it decreased proinflammatory cytokines IL-1β and TNFα in MPFC and Hpc. Thus, the pharmacological manipulation of TRPV1 receptors could offer a new approach for the treatment of AD.
 
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Publishing Date
2020-07-13
 
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