Efeito in vitro da cistina e da cisteamina sobre a atividade da creatinaquinase de retina de porcos

Abstract

A cistinose clássica é um erro inato do metabolismo caracterizado pelo acúmulo de L-cistina sob forma de cristais livres nos lisossomos dos tecidos dos pacientes afetados. Os pacientes com este distúrbio poderão apresentar prejuízo progressivo da função renal, necessitando de diálise ou transplante renal antes dos 12 anos de idade por falência funcional. A essas alterações, somam-se o retardo no crescimento, raquitismo, diabete melito e um acometimento ocular principalmente nas córneas e retinas, com depósitos de cristais estromais e uma degeneração retiniana relacionada ao acúmulo direto ou indireto de cistina, além de modificações metabólicas na síntese de ATP. Tradicionalmente, a cistinose poderá se apresentar sob três formas: uma infantil ou forma clássica, de evolução mais rápida e com comprometimento mais intenso da função renal (síndrome de Fanconi), óssea e ocular, uma forma intermediária ou juvenil, e uma forma mais tardia de manifestação ou variante adulta. O núcleo desse erro metabólico pode ser entendido como causado por mutações no gene CTNS, codificador da síntese da proteína cistinosina, principal transportadora translisossômica da cistina para fora da organela. A cistina presente nos tecidos é decorrente da oxidação direta de duas moléculas de cisteína. A cisteína por sua vez é precursora de síntese protéica e produto de hidrólise de proteínas simultaneamente e, obtida a partir de um aminoácido essencial, a metionina. O acúmulo progressivo de cistina em tecidos tais como os rins, o coração e a retina, tem suscitado questões comuns sobre como o funcionamento da creatinaquinase (CK) e a bomba de fosfocreatina operam e como a disponibilidade de ATP sob estas circunstâncias se mantém. Clinicamente, considera-se que o tratamento para a cistinose inclui administração oral ou tópica de cisteamina. O principal objetivo deste trabalho foi avaliar in vitro a atividade da creatinaquinase na retina de porcos adultos na presença de diferentes concentrações de cistina e em diferentes tempos de pré-incubação, na presença ou não de cisteamina. Nossos resultados demonstraram que a presença da cistina mostrou uma inibição significativa da atividade da CK nas retinas dos animais, dependente do tempo de pré-incubação e da concentração de cistina. A cisteamina foi capaz de prevenir e reverter o efeito inibitório desencadeados pela cistina sobre a enzima. Se estes efeitos ocorrerem na retina dos pacientes cistinóticos, é possível que a inibição da atividade da CK constitua-se num dos mecanismos de toxicidade da cistina, e que um dos mecanismos de ação da cisteamina seja a prevenção e reversão desta inibição.

Classic cystinosis 1s an inherited metabolic disorder characterized by the accumulation of L-cystine under the form of free crystals in lysosomes of affected patients. Individuais with this disorder may present progressive impairment of kidney activity, leading to dialysis or transplantation before the age of twelve years by total collapse of renal function. Further manifestations of this disorder may include failure to thrive, rickets, diabetes mellitus and many ocular signs typically found on come as and retinas, such as stromal deposits of crystals and a retinal degeneration directly related to the accumulation of cystine as well as alterations on ATP metabolic synthesis in retina itself. Traditionally, cystinosis may be presented under three different clinicai forms: an infantile or classic form, with faster evolution and more severe impairment of renal function (Fanconi's syndrome), bones and eyes, an intermediate or juvenile form and a third form of cytinosis with Iate onset, considered the adult variant. The focus of this disorder may be understood as linked to a variety of mutations on CTNS gene, the encoder of cystinosin synthesis, which is the main cystine transporter throughout lysosomal membrane. Cellular cystine is consequence of direct oxidation of two cysteine molecules. Cysteine, by its tum, is the forerunner of protein synthesis and simultaneously final product of protein hydrolysis. It is obtained from methionine, an essential amino acid. Progressive accumulation of cystine in organs such as kidneys, heart, and the retina has Ied to further questions on what basis creatine kinasis and phosphocreatine shuttle effectively operates and on how the availability of A TP under these circumstances, is held. Clinically, it is considered that the treatment to cystinosis ranges the oral or topical administration of cysteamine. The main purpose of this work was to evaluate the in vitro creatine kinase activity in retina of adult pigs with the presence of cystine under different concentrations and pre-incubation times with or without the addition of cysteamine. Our results demonstrated that the presence of cystine caused a significant inhibition of creatine kinase activity in retinas of these animais, depending on the pre-incubation time and cystine concentration. Thus, cysteamine was able to prevent and revert the inhibitory effects mediated by cystine over the enzyme. If these effects would occur on retina of cystinotic patients, it is likely that the inhibition of creatine kinasis activity consists in one of the mechanisms of cystine toxicity and also one of the mechanisms of action of cysteamine might be prevention and reversion of this inhibition.