Estudo sobre a modulação glutamatérgica da fosforilação da proteína ácida fibrilar glial (GFAP) em hipocampo e cerebelo de ratos jovens

Abstract

A proteína ácida fibrilar glial (GFAP) é uma proteína da classe dos filamentos intermediários, expressa principalmente em astrócitos no Sistema Nervoso Central (SNC). Assim como outras proteínas de citoesqueleto, a GFAP sofre fosforilação/desfosforilação e este mecanismo permite a regulação de seu estado polimerizado/despolimerizado. Wofchuk e Rodnight (1994) mostraram que, em hipocampo de ratos jovens, a fosforilação da GFAP sofre regulação glutamatérgica através de um mecanismo que envolve proteínas G. Da mesma forma, um estudo preliminar em fatias cerebelares de ratos jovens mostrou que, assim como em hipocampo, a fosforilação da GFAP é estimulada por glutamato. Com base nestes dados, este trabalho teve como objetivo estudar os mecanismos envolvidos na modulação glutamatérgica da fosforilação da GFAP em fatias de hipocampo e cerebelo de ratos. Os resultados obtidos mostraram que, embora a estimulação glutamatérgica da fosforilação da GFAP ocorra no mesmo período de desenvolvimento (P10-P16) em ambas as estruturas estudadas, diferentes mecanismos estão envolvidos nestas estruturas. Em hipocampo, a fosforilação da GFAP é estimulada por glutamato v,a receptores metabotrópicos do grupo II, provavelmente do subtipo mGluR3. Já em fatias cerebelares, a fosforilação da GFAP sofre estimulação glutamatérgica via receptores glutamatérgicos ionotrópicos do tipo NMDA. Em cerebelo, avaliou-se o efeito do glutamato sobre a fosforilação de GFAP em culturas primárias de células gliais, tratadas ou não com meio condicionado neuronal, e em culturas mistas de células gliais e neuronais cerebelares. Observou-se que o glutamato não estimulou a fosforilação da proteína em culturas primárias de células gliais. Entretanto, em culturas mistas de neurônios e células gliais cerebelares, o glutamato e seu agonista NMDA estimularam a fosforilação da GFAP, da mesma forma que em fatias. O antagonista de receptores NMDA, DL-AP5, reverteu o efeito de ambos e a TTX, não bloqueou o efeito estimulatório, sugerindo um possível envolvimento de receptores NMDA gliais na modulação glutamatérgica de fosforilação da GFAP em cerebelo de ratos. Nossos resultados evidenciam o envolvimento de diferentes mecanismos de regulação da fosforilação da GFAP, por glutamato, em hipocampo e cerebelo de ratos, os quais podem estar diretamente relacionados com as diferentes funções exercidas por estas estruturas no SNC.

Glial fibrillary acidic protein (GFAP) is an intermediate filament protein that is mainly expressed in astrocytes in the Central Nervous System (CNS). Like others cytoskeleton proteins, the phosphorylation of GFAP is the regulation of polymerization/depolymerization of the filament. Wofchuk and Rodnight (1994), showed that GFAP phosphorylation in immature hippocampus slices is regulated by glutamate thought a G protein mechanism. In the same way, a preliminary study in slices from cerebellum of immature rats showed that, like in hippocampus, GFAP phosphorylation is stimulated in the presence of glutamate. Based in these data, this work intent to determine the mechanisms involved in the glutamatergic modulation of GFAP phosphorylation in slices from immature hippocampus and cerebellum of rats. The results showed that the glutamatergic modulation of GFAP occurs in the sarne developmental stage (P10-P16) in both structures; however, the mechanisms involved are different. In hippocampus, the GFAP phosphorylation is regulated by metabotropic receptors from group II, probably from subtype mGluR3. In contrast, in cerebellum slices, the glutamatergic stimulation of GFAP phosphorylation occurs via an ionotropic receptor, from NMDA subtype. Based on the results with cerebellum slices, the glutamatergic modulation of GFAP phosphorylation in cerebellar primary glial cell cultures and mixed neuron/glial cell cultures was investigated. We observed that glutamate was not able to increased GFAP phosphorylation in primary glial cell cultures. However, in mixed neuron/glial cell cultures, glutamate and its agonist NMDA stimulate GFAP phosphorylation as previously observed in cerebellum slices. DL-AP5 reverted the effect of both and TTX was not able to blocked the stimulation, suggesting a possible involvement of glial NMDA receptor in the mechanism of glutamatergic modulation of GFAP phosphorylation in cerebellum of rats. The results of this work in hippocampus and cerebellum suggest that the difference between their mechanisms of glutamatergic regulation of GFAP phosphorylation could be related with the different functions of these structures in the Central Nervous System.