Avaliação dos efeitos de antimicrobianos sobre parâmetros glutamatérgicos, oxidativos e inflamatórios em culturas primárias de astrócitos

Abstract

Os astrócitos são células altamente dinâmicas que mantêm a homeostase do sistema nervoso central, bem como, regulam sistemas de neurotransmissores e atuam no processamento das in-formações sinápticas, do metabolismo energético, das defesas antioxidantes e da resposta infla-matória. Baseado nisso, o cultivo dessas células vêm sendo amplamente utilizadas para estudos metabólicos referentes à resposta inflamatória, ao estresse oxidativo, ao sistema glutamatérgico e à senescência. Manter o microambiente celular asséptico é fundamental para que possamos entender a funcionalidade astrocitária in vitro sem inferência de microrganismos, para isso co-mumente é realizada a adição de antimicrobianos aos meios de cultivos. A partir disso, perce-bemos que existe uma carência de protocolos padronizados na literatura acerca das classes e concentrações desses fármacos. Portanto, neste trabalho avaliamos alterações em parâmetros glutamatérgicos, oxidativos e inflamatórios em culturas de astrócitos frente aos antimicrobianos gentamicina e penicilina/estreptomicina adicionados ao meio de cultivo em diferentes concen-trações. Nas células cultivadas com gentamicina foram observadas algumas alterações no me-tabolismo energético, como o aumento da captação de glutamato dose-dependente e a diminui-ção da captação de glicose e do transportador de glicose tipo 1 (GLUT1). Também foi obser-vado aumento nos níveis de glutationa (GSH), porém nenhuma alteração na atividade da enzima superóxido dismutase foi encontrada. Ainda, observamos uma elevação nos níveis de interleu-cina (IL)-1β e uma redução nos níveis de IL-10. Já as células cultivadas com penicilina/estrep-tomicina também apresentaram variações no metabolismo energético como: aumento da capta-ção de glutamato dose-dependente e aumento da captação de glicose. Além disso, foram nota-das alterações no citoesqueleto de actina e elevação nos níveis de IL-6. Tais achados sugerem, portanto, que a adição desses fármacos ao meio de cultivo interfere nas funções metabólicas astrocitárias. Logo, o uso não padronizado desses antimicrobianos pode explicar as discrepân-cias entre experimentos realizados por diferentes grupos de pesquisas.

Astrocytes are dynamic glial cells that maintain central nervous system homeostasis, regulating neurotransmitter systems, and process synaptic information, energy metabolism, antioxidant defenses, and inflammatory response. In the sense, astrocyte cultures have been widely used as tool for metabolic studies concerning the inflammatory response, oxidative stress, glutama-tergic system and senescence. In order to obtain reliable results, these cultures need to be aseptic and it is commonly obtained through the addition of antimicrobials to the culture medium. In line with this, we noticed that there is a lack of protocols in the literature about the class and concentration of these drugs added to the culture medium. Therefore, in this work, we evaluated changes in glutamatergic, oxidative and inflammatory parameters in primary astrocytes cul-tured with the antimicrobials gentamicin and penicillin/streptomycin in different doses. Cells cultivated with gentamicin presented changes in energy metabolism, such as a dose-dependent increase in glutamate uptake and a decrease in glucose uptake and in the expression of glucose transporters type 1 (GLUT1). We also observed an increase in glutathione (GSH) levels, but no change in superoxide dismutase activity. Additionally, an increase in interleukin (IL)-1β levels and a reduction in IL-10 levels were observed. Astrocytes cultivated with penicillin/streptomy-cin also presented variations in energy metabolism: a dose-dependent increase in glutamate uptake as well as in glucose uptake. Furthermore, actin cytoskeleton and IL-6 levels were also changed. Such findings suggest that the addition of antimicrobials to the culture medium alters the astrocyte metabolism. Therefore, the non-standard use of these drugs might explain changes between experiments performed by different research groups.