Efeitos da administração de sulfito sobre a estrutura da mielina e inflamação em estriado de ratos jovens

Abstract

A deficiência da sulfito oxidase (SO) é um erro inato do metabolismo de herança autossômica causada pela deficiência isolada da enzima ou por defeitos na síntese do cofator molibdênio. A doença é bioquimicamente caracterizada pelo acúmulo tecidual e elevada excreção urinária predominantemente de sulfito. Os pacientes apresentam convulsões graves, anormalidades nos gânglios basais e desmielinização que frequentemente causam óbito nos primeiros meses de vida. Visto que a etiopatogenia do dano neurológico observado na deficiência da SO não está esclarecida, avaliamos os efeitos da administração intraestriatal de sulfito (2 mol) sobre parâmetros de estrutura e compactação da mielina e de inflamação em estriado de ratos jovens eutanasiados 7 dias após a administração. Além disso, visando contribuir para o desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas para essa doença, avaliamos a influência da administração por gavagem de bezafibrato (BEZ; 30 ou 100 mg/kg/dia) realizada antes (pré-tratamento) ou depois (pós-tratamento) da injeção de sulfito. A administração de sulfito diminuiu os feixes de axônios no estriado, observado através da marcação da Fluoromielina, uma sonda com alta sensibilidade que marca áreas mielinizadas, e também a intensidade da marcação da proteína básica de mielina (MBP), um componente integral da mielina. O sulfito ainda aumentou a marcação de neuroglicano-2 (NG2), um marcador de células precursoras de oligodendrócitos, indicando indução de remielinização. Tanto o pré- quanto o pós-tratamento com BEZ atenuaram ou preveniram a diminuição dos feixes de axônios e a marcação da MBP, ao passo que o pós-tratamento preveniu o aumento da marcação do NG2. Além disso, foi observado que o sulfito aumentou a intensidade da marcação da molécula adaptadora ligante de cálcio ionizado-1 (Iba1), e que o pós-tratamento com BEZ preveniu esse efeito. No que se refere aos parâmetros indicativos de processo inflamatório, o sulfito aumentou os níveis do RNAm do fator de transcrição NFkB, porém não modificou os níveis do RNAm das citocinas fator de necrose tumoral e interleucina-1β. Portanto, nossos resultados demonstram que o sulfito causa alterações na mielina e induz inflamação em estriado. Pode ser presumido que tais mecanismos patológicos contribuem, ao menos em parte, para as anormalidades e desmielinização dos gânglios basais observadas em pacientes com deficiência da SO. Já o fato de o BEZ ter prevenido alguns dos efeitos tóxicos do sulfito sugere que esse composto pode ser um potencial adjuvante a ser usado na terapia para a deficiência da SO.

Sulfite oxidase (SO) deficiency is an autosomal recessive inborn error of metabolism caused either by the isolated deficiency of SO or by defects in the molybdenum cofactor synthesis. SO deficiency is biochemically characterized by predominant tissue accumulation and high urinary excretion of sulfite. Patients usually present severe seizures, basal ganglia abnormalities and demyelination that often lead to early death. Considering that the etiopathogenesis of the neurological dysfunction observed in SO deficiency is not totally established, we evaluated the effects of intrastriatal administration of sulfite on parameters of myelin compaction, structure, and inflammation in striatum of young rats euthanized 7 days after sulfite injection. Aiming to contribute for the development of novel therapeutic strategies for this disorder, we also evaluated the influence of bezafibrate (BEZ) administration (30 or 100 mg/kg/day) performed by gavage before (pre-treatment) or after (post-treatment) sulfite injection. Our results demonstrated that sulfite administration reduced axonal bundles in striatum, as observed with the Fluoromyelin probe that detects myelinating areas with high sensitivity. Sulfite also decreased the intensity of myelin basic protein (MBP) staining, an integral component of myelin, and increased neuroglycan-2 (NG2) staining, a marker of oligodendrocyte precursor cells. In addition, BEZ pre- and post-treatment prevented or attenuated the decrease of axonal bundles and MBP staining intensity caused by sulfite, whereas BEZ post-treatment prevented NG2 increase. Regarding the inflammation parameters, sulfite significantly increased the staining of ionized calcium-binding adapter molecule 1 (Iba1) while BEZ post-treatment prevented this effect. Furthermore, sulfite increased mRNA levels of NFkB, but did not alter of the cytokines tumor necrosis factor and interleukin-1β. Therefore, our findings showing that sulfite causes myelin alterations and inflammation in striatum of rats suggest that these pathomechanisms are involved, at least in part, in the abnormalities and demyelination observed in basal ganglia of SO deficient individuals. Moreover, since BEZ prevented some of the toxic effects exerted by sulfite, we suggest that this compound should be further investigated as a potential adjuvant therapy for SO deficiency.