Neuroprotective effect of 17-beta-estradiol in organotypic slice cultures of rat hippocampus exposed to oxygen and glucose deprivation

Abstract

O cérebro é altamente dependente de um fluxo sanguíneo contínuo para suplemento de glicose e oxigênio. A isquemia cerebral resulta na degeneração celular e na perda da sua funcionalidade. Culturas organotípicas representam um modelo in vitro que permite estudar eventos e mecanismos envolvidos com o dano cerebral isquêmico. Neste trabalho nós investigamos o efeito neuroprotetor do 17J3-estradiol em um modelo de isquemia in vitro. Para mimetizar um insulto isquêmico, fatias de cultura organotípica foram expostas à privação de oxigênio e glicose (OGD - Oxygen and Glycose Deprivation), usando uma câmara anaeróbica desenvolvida em nosso laboratório. A morte celúlar foi quantificada pela medida da captação do corante lodeto de Propídio. Foi observada uma diminuição na incorporação de iodeto de propídeo nas fatias submetidas a OGD que receberam tratamento agudo e crônico com 17J3-estradiol (1 OnM). Para examinar um possível mecanismo pelo qual 17J3-estradíol previne a morte celular nós avaliamos o imunoconteúdo de pGSK-3J3 por Westem 8/otting. Esta enzima defosforilada ativa mecanismos envolvidos com a morte celular, sendo inibida por fosforilação. Nós encontramos que o tratamento agudo e crônico com 17p-estradiol aumentou a fosforilação de GSK-3J3 nas fatias controles e nas fatias submetidas a OGD. Esses resultados podem sugerir que esta é uma possível via pela qual o 17J3-estradiol atua como agente neuroprotetor, uma vez que a fosforilação de GSK-313 inibe sua ação apoptótica.

The brain is highly dependent on continuous blood flow for oxygen and glucose supply. Brain ischemia results in cellular degeneration and loss of function. Organotypic cultures are an in vitro model, which allows the study of the events and mechanisms underlying ischemic brain damage. Here we investigated the neuroprotective effect of 17p­ estradiol in an in vitro model of ischemia. To mimic an ischemia, organotypic hippocampal slice cultures were exposed to oxygen and glucose deprivation (OGD), using an anaerobic chamber developed in our laboratory. Cellular death was quantified by measuring uptake of propidium iodide (PI). A decrease in incorporation of Pl was observed in OGD slices both acute and chronic 17p-estradiol (10nM) treatment indicating a neuroprotective effect. To examine a possible mechanism by which estradiol prevents cellular death we evaluate the immunocontent of pGSK-3p by western blot analysis. This enzyme has been shown to trigger cellular death. We have found that acute and chronic treatment with 17p-estradiol increased the phosphorylation of GSK-313 in the contrai and OGD slices. These findings might suggest that this is a possible pathway by which 17p-estradiol acts as neuroprotective agent, once the phoshphorylation of GSK-313 inhibits its apoptotic action.