Efeito do glutamato, serotonina e fluoxetina sobre a secreção da proteína S100B e seu efeito sobre a captação de glutamato em cultura primária de astrócitos hipocampais

Abstract

A S100B é uma proteína ligante de cálcio produzida e secretada por astrócitos e tem sido relacionada à interação neurônio-glia. Nosso primeiro objetivo foi investigar um possível efeito autócrino da S100B na captação de glutamato. A utilização do anticorpo anti-S100B reduziu a captação de glutamato após 30 minutos de incubação, sem afetar a integridade e viabilidade celular. Além disso, baixas concentrações de S100B (menos de 0,1 ng/mL) estimularam a captação de glutamato avaliada imediatamente após a troca de meio. Este dado reforça a importância dos astrócitos na transmissão glutamatérgica, particularmente, a função da S100B na neuroproteção contra dano excitotóxico. De fato, a S100B extracelular protege os neurônios quanto ao dano excitotóxico, enquanto concentrações tóxicas de glutamato têm demonstrado reduzir a secreção de S100B em astrócitos e fatias cerebrais, por mecanismos desconhecidos. Nosso segundo objetivo foi investigar os mecanismos possivelmente envolvidos neste efeito em cultura primária de astrócitos hipocampais utilizando agonistas glutamatérgicos e inibidores da captação de glutamato. Nossos resultados sugerem que a secreção de S100B está inversamente ligada à captação de glutamato. Além disso, a secreção da S100B parece ser estimulada por serotonina e estudos clínicos têm sugerido que a elevação da S100B está positivamente relacionada à resposta terapêutica dos antidepressivos, particularmente, os inibidores da recaptação da serotonina. Desta forma, nosso terceiro objetivo foi medir a secreção da S100B em culturas de astrócitos expostas à fluoxetina. Nós observamos um significativo aumento da secreção da S100B pela fluoxetina, efeito aparentemente dependente de PKA. Este dado reforça a importância da fluoxetina, independente da serotonina e receptores serotoninérgicos, para a atividade antidepressiva, bem como a função putativa da S100B nas doenças depressivas. Em paralelo, a padronização de uma técnica de ELISA para GFAP (a principal proteína marcadora de astrócitos), nós observamos que a fosforilação in vitro da GFAP purificada ou de amostras biológicas com PKA, indicam que a fosforilação aumenta o reconhecimento pelo anticorpo policlonal anti GFAP da DAKO. Estes resultados favorecem o entendimento de rápidas alterações na imunoreatividade da GFAP.

S100B is a calcium-binding protein expressed and secreted by astrocytes, which has been implicated in glial-neuronal communication. Our first aim was to investigate a possible autocrine role of S100B in glutamate uptake activity. Antibody anti-S100B addition decreased glutamate uptake measured 30 min after medium replacement, without affect cell integrity or viability. Moreover, low levels of S100B (less than 0.1 ng/mL) stimulated glutamate uptake measured immediately after medium replacement. This finding reinforces the importance of astrocytes in the glutamatergic transmission, particularly the role of S100B neuroprotection against excitotoxic damage. In fact, extracellular S100B protects hippocampal neurons from excitotoxic damage, whilst toxic levels of glutamate to neurons have been shown to reduce S100B secretion in astrocytes and brain slices, by unknown mechanisms. Our second aim was to investigate which mechanisms are possibly involved in this effect in primary cultures of hippocampal astrocytes using glutamate agonists and glutamate uptake inhibitors. Our findings suggest that S100B secretion is inversely coupled to glutamate uptake. Moreover, S100B secretion appears to be stimulated by serotonin and clinical studies have suggested that serum elevation of S100B is positively correlated with therapeutic antidepressant response, particularly selective serotonin reuptake inhibitors. Our third aim was to measure S100B secretion is astrocyte cultures exposed to fluoxetine. We observed a significant increment of S100B release by fluoxetine, apparently dependent on PKA. These data reinforce the importance of fluoxetine, independent of serotonin and serotonin receptors, for antidepressant activity, as well as the putative role of S100B in depressive disorders. In parallel, standardizing an ELISA for GFAP (the main protein marker for mature astrocytes) we found that in vitro phosphorylation of purified GFAP or biological samples with PKA indicate that GFAP phosphorylation improves the recognition by the polyclonal antibody anti-GFAP from DAKO. These results provide support to the understanding of fast changes in the GFAP-immunoreactivity.