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Projeto de investigação
S-Glutathionylation in Parkinson´s Disease.
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ER stress in Parkinson’s disease
Publication . Santos, Miguel de Almeida; Gama, Maria João; Rodrigues, Elsa
O desencadeamento da disfunção do metabolismo proteico nas formas esporádicas da doença de Parkinson (PD) poderá resultar do stress oxidativo mediado por espécies reactivas de oxigénio (ROS). O stress do reticulo endoplasmático (ER) pode levar à produção de ROS e ao desequilíbrio redox no ER mas a relação exacta entre o stress oxidativo e o stress do ER está pouco documentada. No entanto, sabe-se que a produção de ROS por neurotoxinas indutoras de parkinsonismo leva a uma rápida acumulação de proteínas oxidadas que por sua vez podem activar a unfolded protein response (UPR)
Um potencial mecanismo de defesa celular contra a toxicidade das ROS é a indução da expressão de enzimas de destoxificação de Fase II, nomeadamente a Glutationa S-Transferase Pi (GSTP), pelo factor de transcrição Nrf2. Já demonstrámos que a administração sub-aguda de 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetrahidropiridina (MPTP) a ratinhos C57BL/6 induz a expressão da GSTP, e que a degeneração e morte de neurónios dopaminérgicos causadas pelo MPTP ocorre mais precocemente nos ratinhos knockout para a GSTP (GSTP KO) do que nos ratinhos wild type (wt). Para além disso, o nosso grupo também demonstrou que o ácido tauroursodeoxicólico (TUDCA), um ácido biliar endógeno com propriedades anti-apoptóticas e neuroprotectoras, diminui a morte celular em neurónios dopaminérgicos tratados com MPTP.
Neste estudo, avaliámos os níveis de expressão de marcadores de stress do ER no córtex de ratinhos C57/BL6 wt e ratinhos GSTP KO após o tratamento com MPTP. Em paralelo, investigámos também o papel do TUDCA na redução do stress do ER.
Os nossos resultados mostram que neste modelo de PD in vivo os ratinhos GSTP KO apresentam um decréscimo nos níveis de expressão de ATF6α e um aumento nos níveis de expressão de IRE1α quando comparados com os ratinho wt. Curiosamente, o efeito mais proeminente da deleção dos genes Gstp1/2 foi observado nas amostras de ratinhos tratados com MPTP, nas quais os níveis de expressão de Nrf2 se encontram reduzidos de forma significativa nos ratinhos GSTP KO quando comparadas com as amostras correspondentes de ratinhos wt. Verificámos também que o pré-tratamento com TUDCA modulou os níveis de expressão de diferentes mediadores da UPR após o insulto com MPTP.
Ainda que preliminares, os resultados aqui apresentados mostram que no encéfalo de ratinho, diferentes componentes da UPR apresentam diferentes susceptibilidades ao stress oxidativo induzido pelo MPTP. Essas diferenças estão relacionadas com o genótipo dos ratinhos (wt vs GSTP KO) o que indica que a GSTP possa desempenhar um papel na manutenção do equilíbrio redox no ER.
Small molecule PGC-1a activators: a novel class of anti-neurodegenerative therapeutics
Publication . Ranito, Catarina Isabel Ambrósio; Ruas, Jorge Manuel Lira Gonçalves; Carvalho, Andreia Margarida Gonçalves das Neves
Parkinson’s disease (PD) is an age-related neurodegenerative disorder, affecting primarily, the
central nervous system. The major hallmark of PD is the death of dopaminergic neurons in the
substantia nigra pars compacta, with consequently decreased levels of dopamine in the
striatum. During aging many cellular processes suffer alterations, such as increased
mitochondrial damage, ROS accumulation and decreased proteostatic mechanisms. Altogether,
these events can ultimately lead to degeneration of neuronal cells and the development of
neurodegenerative diseases.
Peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ) coactivator1α (PGC-1α) is the most
studied member of the PGC-1 family and can be induced, in a tissue-specific manner, by
physiological cues, such as exercise, fasting and cold exposure. PGC-1α1 is directly linked to
mitochondrial biogenesis and cell detoxification of reactive oxygen species. Several studies
have shown that PGC-1α1 expression tends to decrease with aging. Conversely, its activation
prevents dopaminergic neuron loss, in both genetic and toxin-induced cellular models of PD.
PGC-1α1 does not have predictable DNA- or ligand-binding domains, which poses a challenge
to a direct pharmacological intervention. Thus, being able to target this coactivator through its
stabilization is of utmost importance, in order to help find new approaches against
neurodegeneration.
The aim of this study is to validate in a neuronal cellular system, eleven small-molecules that
were previously identified as PGC-1α1 stabilizers in brown adipocytes, where this coactivator
was first identified. The validation process comprehended: selection of the cellular model for
compound screening; screening of the small PGC-1α1 activators on the chosen cellular model,
through dose-dependent cell viability assays and evaluation of mRNA relative expression levels
of PGC-1α1 downstream target genes; and, finally the evaluation of the effects of each selected
compound in a cellular model of PD.
We were able to select five of the eleven small-molecules tested as effective modulators of
PGC-1α downstream targets, in a N2a mouse neuroblastoma cell line. Upon pre-conditioning
of cells with the compounds followed by treatment with 1-methyl-4-phenylpyridinium (MPP+),
some of the selected compounds increased both cellular ATP levels and cellular viability,
restoring control levels. Altogether, the results from the present study revealed that a small
group of the tested compounds demonstrated protective effects against MPP+-treated cells,
possibly by stabilizing PGC-1α1.
Unidades organizacionais
Descrição
Palavras-chave
Contribuidores
Financiadores
Entidade financiadora
Fundação para a Ciência e a Tecnologia
Programa de financiamento
3599-PPCDT
Número da atribuição
PTDC/NEU-OSD/0502/2012