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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.17.2020.tde-27052020-093938
Document
Author
Full name
Keila Dayane Bariotto dos Santos
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2019
Supervisor
Committee
Guimaraes, Elaine Aparecida Del Bel Belluz (President)
Oliveira, Rúbia Maria Monteiro Weffort de
Pinheiro, Lucas Cézar
Tumas, Vitor
Title in Portuguese
Investigação do mecanismo de ação do Nitroprussiato de Sódio em modelo animal da discinesia induzida por L-DOPA
Keywords in Portuguese
7-nitroindazol
Discinesia induzida por L-DOPA
Doença de Parkinson
Nitroprussiato de sódio
Abstract in Portuguese
O uso prolongado de L-DOPA (L-3,4-dihidroxifenilalanina), utilizada para o tratamento dos sintomas motores da doença de Parkinson, resulta em complicações motoras debilitantes como a discinesia induzida por L-DOPA (LID). A modulação do sistema nitrérgico tem sido uma importante estratégia terapêutica dentre os estudos que buscam tratamentos farmacológicos para a LID. Resultados do grupo mostraram que a administração do 7-nitroindazol (7-NI), inibidor preferencial da isoforma neuronal da enzima sintase de óxido nítrico (NOS), reduz a LID em modelos experimentais. Esse efeito é associado à redução de marcadores moleculares clássicos da discinesia no estriado lesionado, como o gene de resposta imediata ΔFOS-B, e de fatores inflamatórios, como células positivas para a enzima ciclooxigenase-2 (COX-2), micróglia marcada com OX-42 e astrócitos marcados com GFAP. Interessantemente, doadores de óxido nítrico (NO), também produzem efeito antidiscinético. Entretanto, os mecanismos moleculares envolvidos na diminuição da discinesia pelos doadores de NO ainda não estão elucidados. Esse estudo teve como objetivo investigar os mecanismos pelo qual o doador de NO, Nitroprussiato de Sódio (NPS) atua na redução da LID. Foi realizada uma curva dose-resposta para a L-DOPA (10, 20, 30 e 50 mg/kg, gavagem) em ratos hemiparkinsonianos com o objetivo de caracterizar a discinesia, e então avaliamos o efeito do tratamento agudo (após a discinesia estabelecida) e crônico (durante o desenvolvimento da discinesia) com o NPS nas doses de 2 e 4 mg/kg (i.p.). Ao final dos experimentos, analisamos o número de núcleos positivos para ΔFOS-B, células positivas para COX-2, a densidade ótica integrada de OX-42 e GFAP, e as concentrações teciduais de nitrito, dos nucleotídeos cíclicos AMPc e GMPc e da forma fosforilada da proteína CREB no estriado dorsolateral lesionado de ratos. Por fim, avaliamos o efeito da aplicação intraestriatal de zaprinaste, inibidor das fosfodiesterases 5, 6 e 9 (aumentando os níveis de GMPc) sobre a LID. Nossos resultados demonstraram que o tratamento agudo ou crônico com NPS reduz a discinesia já estabelecida ou atenua o seu surgimento; entretanto, a modulação do NPS sobre a expressão de fatores moleculares, como %Delta;FOS-B, ou de fatores inflamatórios, como COX-2, OX-42 e GFAP não apresentou um padrão típico de drogas antidiscinéticas. O tratamento com NPS aumentou as concentrações teciduais de nitrito e GMPc (já previamente aumentados pelo tratamento com L-DOPA), ao passo que o tratamento com 7-NI 30 mg/kg preveniu esse aumento induzido pela L-DOPA. Surpreendentemente, o NPS teve ação inibitória sobre os níveis de AMPc e da proteína CREB fosforilada, de forma similar ao 7-NI. Por fim, o aumento dos níveis intracelulares de GMPc, através do zaprinaste (aplicado centralmente) reduziu a LID, confirmando a importância deste segundo mensageiro no controle da manifestação da LID. Desta forma, nossos resultados sugerem que a redução dos níveis de AMPc no estriado lesionado é um importante fator comum às drogas nitrérgicas, NPS e 7-NI na redução da discinesia em ratos hemiparkinsonianos, e essa modulação pode depender da mobilização da via NO/guanilato ciclase/GMPc no estriado.
Title in English
Investigation of the mechanism of action of Sodium Nitroprusside in animal model of L-DOPA-induced dyskinesia
Keywords in English
7- nitroindazole
L-DOPA-induced dyskinesia
Parkinson's disease
Sodium nitroprusside
Abstract in English
The prolonged use of L-DOPA (L-3,4-dihydroxyphenylalanine), used to treat motor symptoms of Parkinson's disease, results in debilitating motor complications such as LDOPA-induced dyskinesia (LID). Modulation of the nitrergic system has been an important therapeutic strategy among studies seeking pharmacological treatments for LID. Previous results showed that the administration of 7-nitroindazole (7-NI), the preferential inhibitor of neuronal nitric oxide synthase (NOS) isoform, reduces LID in experimental models. This effect is associated with the reduction of LID classical markers in the lesioned striatum, such as the immediate early gene ΔFOS-B, and of inflammatory factors such as cyclooxygenase-2 (COX-2)-positive cells, OX-42-labeled microglia and GFAP-labeled astrocytes. Interestingly, drugs with the opposite pharmacological profile, such as nitric oxide (NO) donors, also produce an antidyskinetic effect. However, the molecular mechanisms responsible for LID reduction by these donors are not yet elucidated. This study aimed to investigate the mechanisms by which the NO donor, Sodium Nitroprusside (SNP) acts to reduce LID. To this end, we performed a dose-response curve of L-DOPA (10, 20, 30 and 50 mg / kg, gavage) in hemiparkinsonian rats to characterize LID, and then evaluated the effect of acute (after established dyskinesia) or chronic treatment (during dyskinesia development) with SNP at doses of 2 and 4 mg/kg (i.p.). At the end of the experiments, we analyzed the number of ΔFOS-B and COX-2 positive cells, the integrated optical density of OX-42 and GFAP, and tissue concentrations of nitrite, cyclic nucleotides cAMP and cGMP and phosphorylated form of CREB protein in the lesioned dorsolateral striatum. Finally, we evaluated the effect of intraestriatal application of phosphodiesterases 5, 6 and 9 inhibitor zaprinaste on LID. Our results demonstrate that acute or chronic treatment with SNP attenuates the onset of LID, but the molecular factors such as ΔFOS-B, or inflammatory factors such as COX-2, OX-42 and GFAP did not present a standard pattern for LID reduction. SNP treatment increased nitrite and cGMP tissue concentrations, while 7-NI 30 mg/kg treatment prevented this increase induced by LDOPA. Surprisingly, SNP significantly reduced cAMP levels and phosphorylated CREB protein levels, similar to 7-NI. Finally, the increased intracellular levels of cGMP through zaprinaste reduced LID, indicating the importance of cyclic nucleotides to LID control. Our results suggest that the reduction of cAMP levels in the lesioned striatum is an important factor common to NPS and 7-NI drugs to manifest their anti-dyskinetic action in hemiparkinsonian rats, and this modulation may depend on the modulation of the NO /soluble guanylate cyclase/cGMP pathway in the striatum.
 
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Publishing Date
2020-07-13
 
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