Efeitos do ácido metilmalônico (MMA) sobre parâmetros astrogliais em células C6

Abstract

A acidemia metilmalônica é uma doença neurometabólica bioquimicamente caracterizada pelo acúmulo do ácido metilmalônico (MMA) em diferentes tecidos, inclusive no sistema nervoso central (SNC). Os pacientes com este erro inato do metabolismo (EIM) apresentam, ao longo da vida, crises de descompensação metabólica com altos níveis de MMA nos tecidos e líquidos biológicos dos pacientes, que podem chegar até 5 mM no SNC, gerando significativos prejuízos neurológicos. As células astrogliais apresentam várias funções, como manutenção da homeostase glutamatérgica, defesa antioxidante e resposta inflamatória. Considerando a importância destas células, tanto em condições fisiológicas, quanto em situações de dano, nesta tese buscamos investigar os efeitos do MMA sobre parâmetros gliais, em dois tempos de exposição: 24 e 48 h. No capítulo I, observamos que o MMA (5 mM, 48 h) induziu uma redução nos níveis de MTT, indicativo de viabilidade celular, bem como nos níveis extracelulares de glutamato e glutamina, e um aumento na captação de glutamato, na atividade da enzima glutamina sintetase (GS) e nos níveis de RNAm do fator nuclear da cadeia κ de linfócitos B (NFκB) e óxido nítrico sintase induzível (iNOS). No segundo capítulo da tese, a exposição de MMA em células C6 por 24 h diminuiu a redução de MTT, os níveis de glutationa (GSH), a atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD) e glutationa peroxidase (GPx), e os níveis de RNAm do coativador 1-alfa do receptor gama ativado por proliferador de peroxissomo (PGC-1α) e dos receptores de adenosina. Ainda, o MMA aumentou a expressão dos mediadores inflamatórios fator de necrose tumoral-α (TNF-α), interleucina-1β (IL-1β), ciclo-oxigenase 2 (COX-2), iNOS, fator nuclear eritroide 2 relacionado ao fator 2 (Nrf2), NFκB, p21 e aquaporina 4 (AQP-4). Dessa forma, nossos resultados apontam efeitos diretos do MMA sobre parâmetros astrogliais, relacionados ao metabolismo glutamatérgico, resposta inflamatória e homeostasia redox, apoiando a ideia de que as alterações nas células astrogliais podem estar associadas à neurotoxicidade do MMA. Além disso, no capítulo II, demonstramos também que a melatonina e o resveratrol foram capazes de prevenir o aumento dos níveis extracelulares de TNF-α e IL-1β, bem como a diminuição nos níveis de GSH, induzidos por MMA, podendo assim atuar como estratégias glioprotetoras frente aos danos induzidos por este ácido orgânico.

Methylmalonic acidemia is a neurometabolic disorder biochemically characterized by the accumulation of methylmalonic acid (MMA) in different tissues, including in the central nervous system (CNS). Patients with this inborn error of metabolism (IEM) have lifelong crises of metabolic decompensation with high levels of MMA, which can reach up to 5 mM in the CNS, causing significant neurological damage. Astroglial cells have several functions, such as maintenance of glutamatergic homeostasis, antioxidant defense and inflammatory response. Considering the relevance of these cells in physiological and pathological conditions, in this thesis we aim to investigate the effects of MMA on astroglial parameters, at two exposure times: 24 and 48 h. In the Chapter I, we observed that MMA (5 mM, 48 h) induced a decrease in MTT levels, indicative of cell viability, as well as in extracellular levels of glutamate and glutamine, and an increase in glutamate uptake, in the glutamine synthetase (GS) activity, and in the mRNA levels of nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NFκB) and inducible nitric oxide synthase (iNOS). In the Chapter II, MMA exposure in C6 cells for 24 h decreased the levels of MTT, and glutathione (GSH), the enzymatic activities of superoxide dismutase (SOD) and glutathione peroxidase (GPx), as well as the mRNA levels of peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha (PGC-1α) and adenosine receptors. In addition, MMA increased the expression of inflammatory markers tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-1β (IL-1β), cyclooxygenase 2 (COX-2), iNOS, nuclear factor erythroid 2-related to factor 2 (Nrf2), NFκB, p21, and aquaporin 4 (AQP-4). Therefore, our results point to direct effects of MMA on astroglial parameters, related to glutamatergic metabolism, inflammatory response, and redox homeostasis, supporting the idea that changes in astroglial cells may be associated with the toxic effects of MMA on the CNS. Furthermore, in Chapter II, we also demonstrated that melatonin and resveratrol were able to prevent the increase in extracellular levels of TNF-α and IL-1β, as well as the decrease in the GSH levels, induced by MMA, indicating their potential glioprotective effects against the damage induced by this organic acid.