Efeitos do ibuprofeno sobre vias inflamatórias, metabólicas e tróficas em células astrogliais C6

Abstract

O ibuprofeno é um anti-inflamatório não-esteroidal (AINE) amplamente utilizado pela população, por ser isento de prescrição médica. No entanto, os efeitos do ibuprofeno sobre as células astrogliais não estão totalmente elucidados, tornando-se relevante estudar o papel deste fármaco sobre estas células e, consequentemente, seu impacto sobre o sistema nervoso central (SNC). As células astrogliais desempenham diversas funções relacionadas à manutenção da homeostase cerebral, como metabolismo de neurotransmissores, regulação da plasticidade sináptica, liberação de gliotransmissores, fatores de crescimento e citocinas, desempenhando assim importantes funções na resposta imune/inflamatória. Neste sentido, culturas da linhagem celular C6 são uma excelente ferramenta de estudo para obter informações sobre esses parâmetros e para avaliação da funcionalidade celular, uma vez que são amplamente utilizadas para caracterizar propriedades bioquímicas, farmacológicas, morfológicas e moleculares dos astrócitos. Vale destacar que as células C6 apresentam comportamentos e respostas semelhantes a astrócitos primários, destacando características como a secreção de S100B, expressão de proteína glial fibrilar ácida (GFAP), atividade da enzima glutamina sintetase (GS), captação de glutamato, síntese de glutationa (GSH), bem como respostas oxidativas e inflamatórias. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar es efeitos do ibuprofeno, nas concentrações de 0,1, 1, 10 e 100 μM, por 3 e 24 horas, sobre parâmetros astrogliais em culturas de células C6. Após os testes de viabilidade celular, as concentrações de 0,1 e 1 μM foram utilizadas, indicando redução transitória na expressão proteica e gênica da enzima ciclooxigenase 2 (COX-2), mecanismo clássico de ação do fármaco. Também observamos que o ibuprofeno exerce efeitos seletivos sobre parâmetros astrogliais, modulando de maneira coordenada vias inflamatórias (citocinas e fatores de transcrição, como fator nuclear eritroide 2 – Nrf2), tróficas (como S100B e fator neurotrófico derivado do encéfalo – BDNF) metabólicas (liberação de lactato e atividade da enzima GS) e antioxidantes (níveis de GSH). Esses efeitos, ainda que transitórios, provavelmente devido a suas propriedades farmacocinéticas, ressaltam a relevância de investigar a ação do fármaco em células gliais. Dessa forma, nossos achados ampliam a compreensão dos mecanismos pelos quais os AINEs modulam a funcionalidade glial. Por fim, esta dissertação também reflete sobre a necessidade de estudos visando a utilização segura de medicamentos, particularmente os de venda livre, sobre o SNC, focando no papel das células gliais, que estão diretamente associadas à fisiopatologia e/ou progressão de diversas doenças neurológicas.

Ibuprofen is a nonsteroidal anti-inflammatory drug (NSAID) widely used by the population, because it is over the counter. However, its effects on astroglial cells are not fully understood, being relevant to study the role of this drug in these cells and, consequently, its impact on the central nervous system (CNS). Astroglial cells perform several functions related to maintaining brain homeostasis, such as neurotransmitter metabolism, regulation of synaptic plasticity, and release of gliotransmitters, growth factors, and cytokines, thus playing important roles in the immune/inflammatory response. In this sense, cultures of the C6 cell line are an excellent study tool to characterize these parameters and cellular functionality, since they are widely used to describe the biochemical, pharmacological, morphological, and molecular properties of astrocytes. It is noteworthy that C6 cells exhibit similar responses to primary astrocytes, highlighting characteristics such as S100B secretion, glial fibrillary acidic protein (GFAP) expression, glutamine synthetase (GS) activity, glutamate uptake, glutathione (GSH) synthesis, as well as oxidative and inflammatory activities. Therefore, the aim of this study was to evaluate the role of ibuprofen, at concentrations of 0.1, 1, 10, and 100 μM, for 3 and 24 hours, on astroglial parameters in C6 astroglial cells. After cell viability tests, concentrations of 0.1 and 1 μM were used. We observed a transient reduction in the protein and gene expression of the enzyme cyclooxygenase 2 (COX-2), the classic mechanism of this drug. We also observed that ibuprofen exerts selective effects on astroglial parameters, modulating inflammatory pathways (cytokines and transcription factors, such as nuclear factor erythroid 2 – Nrf2), trophic pathways (such as S100B and brain-derived neurotrophic factor - BDNF), metabolic pathways (such as lactate release and GS activity), as well as antioxidant response (GSH levels). These effects, although transient, likely due to its pharmacokinetic properties, highlight the relevance of investigating the drug's action on glial cells. Thus, our findings broaden the understanding of the mechanisms by which NSAIDs modulate glial functionality. Finally, this dissertation also reflects the relevance of studies the safe use of medications, particularly over-the-counter drugs, on the CNS, focusing on the role of glial cells, which are associated with the pathophysiology and/or progression of several neurological diseases.