Efeito da curcumina e piperina, compostos presente no curry, em cultura primária de astrócitos de ratos Wistar em condições normais ou inflamatórias

Abstract

A curcumina é o componente mais estudado presente na Curcuma longa, que é um dos principais compostos do curry. A curcumina é um agente com ação antioxidante e anti-inflamatória, sendo responsável por diminuir a secreção de citocinas pro-inflamatórias e inibir fatores de transcrição envolvidos na sinalização inflamatória. Apesar de seus efeitos benéficos, a curcumina possui uma baixa biodisponibilidade oral, o que dificulta seu uso terapêutico. Assim como a curcumina, a piperina também é encontrada no curry e, interessantemente, a ingestão concomitante desses dois compostos parece aumentar a biodisponibilidade oral da curcumina em cerca de 20 vezes devido ao seu efeito de inibir o processo de glicuronidação intestinal sofrido por ela. A piperina é o principal componente da pimenta preta (Piper nigrum), e também possui ação anti-inflamatória. A curcumina e a piperina são capazes de atravessar a barreira hemato-encefálica em modelos de inflamação in vivo. Em doenças neurodegenerativas, a resposta inflamatória participa do processo patológico, sendo ativada em resposta ao dano neurológico. Especificamente no sistema nervoso central, a resposta ao dano é mediada principalmente pela microglia e pelos astrócitos, sendo os astrócitos importantes no processo de recuperação após a lesão, dando suporte aos neurônios para a manutenção de contatos sinápticos. Os astrócitos também atuam na detoxificação da amônia e do glutamato, reciclando o mesmo para o neurônio, por meio da enzima glutamina sintetase. Ainda, atuam na resposta antioxidante cerebral, através da síntese de glutationa. Apesar da importância dos astrócitos na manutenção do sistema nervoso central e dos efeitos anti-inflamatórios periféricos da piperina e da curcumina, poucos estudos têm sido realizados sobre os efeitos dos compostos em parâmetros de funções astrocíticas. Dessa forma, o objetivo do trabalho foi avaliar o efeito da curcumina ou piperina, bem como a ação conjunta desses dois compostos em astrócitos em condições basais ou inflamatórias. Para isso, utilizamos culturas de astrócitos corticais de ratos Wistar neonatos, que cresceram até a confluência (21 dias) em meio de cultivo suplementado com soro fetal bovino. Em condições basais, a concentração de 50 μM de curcumina aumentou o conteúdo de glutationa, sugerindo melhora no perfil antioxidante celular. Ainda, a mesma concentração diminuiu a secreção de S100B e aumentou o conteúdo de GFAP. A piperina não demonstrou alteração nos parâmetros avaliados em condições basais. Em condições inflamatórias, tanto a curcumina e a piperina isoladamente quanto a combinação dos dois compostos reverteu a níveis basais o aumento da secreção de TNF-α causado pelo LPS. A piperina demonstrou reverter o aumento do conteúdo de GFAP causado pelo LPS. Apesar de não demonstrarem efeitos sinérgicos, a curcumina e a piperina mostraram efeitos complementares importantes. Portanto, a utilização dos dois compostos juntos, em nosso estudo, resultou em efeitos biológicos relevantes e promissores para a proteção anti-inflamatória no sistema nervoso central.

Curcumin is the most studied component of Curcuma longa and is one of the main curry compounds. Curcumin is an agent with antioxidant and anti-inflammatory action, decreasing the secretion of pro-inflammatory cytokines and activation of transcription factors involved in inflammatory signaling. Despite its beneficial effects, curcumin has a low oral bioavailability, which makes its therapeutic use difficult. As curcumin, piperine is also found in curry and, interestingly, the concomitant intake of these two compounds appears to increase the oral bioavailability of curcumin by about 20-fold due to piperine inhibiting effect on the intestinal glucuronidation process undergone by it. Piperine is the main component of black pepper (Piper nigrum), and also has anti-inflammatory effects. Curcumin and piperine are able to cross the blood-brain barrier in in vivo inflammation models. In neurodegenerative diseases, the inflammatory response participates in the pathological process, being activated as a response to neurological damage. Specifically in the central nervous system, the response to damage is mediated primarily by microglia and astrocytes, being the astrocytes important to support neurons after injury in order to maintain long-term synaptic contacts. Astrocytes also act in the detoxification of ammonia and glutamate, recycling it to the neuron, through the action of the enzyme glutamine synthetase. Furthermore, they act on the brain antioxidant response, through the synthesis of glutathione. Despite the importance of astrocytes in the maintenance of the central nervous system and the peripheral anti-inflammatory effects of piperine and curcumin, there are not many studies been carried out on the mechanisms of action of these compounds in parameters of astrocytic functions. Thus, the objective of this work was to evaluate the effect of curcumin or piperine, as well as the combined action of these two compounds in astrocytes under basal or inflammatory conditions. We used primary astrocyte culture obtained from cortices of newborn Wistar rats, which were allowed to reach confluence (21 days) in culture medium supplemented with fetal calf serum. At basal conditions, the concentration of 50 μM curcumin increased glutathione content, suggesting an improvement in the cellular antioxidant profile. Furthermore, the same concentration decreased the secretion of S100B and increased GFAP content. Piperine did not alter any of the parameters evaluated in basal conditions. Under inflammatory conditions, both curcumin and piperine alone or combined reversed, at baseline levels, the increased secretion of TNF-α induced by LPS. Piperine was shown to reverse the increase in GFAP content caused by LPS. Although curcumin and piperine did not demonstrate synergistic effects, they showed important complementary effects. Therefore, the use of these two compounds together in our study resulted in relevant and promising biological effects for anti-inflammatory protection in the central nervous system.