Indução de danos Oxidativos em celulas de mamifero por isoproterenol e cobre

Orientador: Maria Edwiges HoffmannTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: O isoproterenol (lP) é uma catecolamina sintética de grande interesse farmacológico, por ser o mais potente agonista (3-adrenérgico conhecido. Recentes trabalhos revelaram o envolvimento das reações de oxidação de IP em mecanismos de cardiotoxicidade. O cobre é um microelemento essencial que possui um papel fundamental no metabolismo dos organismos vivos. Em excesso, o cobre é muito tóxico, fato este ilustrado em disfunções neurodegenerativas como: Doenças de Menkes e Wilson. Os estudos de oxidação do IP mostraram que os metais de transição, principalmente, Cu+2 são catalisadores da reação. Neste trabalho são apresentados alguns efeitos tóxicos de IP associado ao Cu+2, sobre proteína e DNA ín vítro, e em cultura de fibroblastos de pulmão de hamster chinês. O complexo IP/Cu+2 induziu a formação de carbonilas em aminoácidos e fragmentação da cadeia polipeptídica da SSA, e a formação de 8-0H-2'-desoxiguanosina em DNA de timo bovino. O sistema contendo IP até 7,OIJM, associado ao Cu+2 (2SIJM), inibiu totalmente a proliferação celular. A oxidação de IP/Cu+2 promoveu outras alterações funcionais, como a perda da adesão celular às placas de cultura e a perda da viabilidade celular. Em condições contendo IP isolado do metal não foram encontrados efeitos significativos. Alterações morfológicas foram encontradas nas células tratadas com IP/Cu+2, gerando perda da morfologia típica dos fibroblastos que inclui achatamento celular, evidenciando os núcleos e nucléolos, e surgimento de bolhas. Os antioxidantes CAT e GSH reduziram parcial ou totalmente a velocidade de reação de IP/Cu+2, respectivamente. A GSH impediu a indução de lesões morfológicas nas células pela ação de IP/Cu+2. Também foi verificado que o sistema oxidativo gerou a destruição de todos os filamentos estudados do citoesqueleto (vimentina, actina, a-tubulina e lamina S) e induziu ao aparecimento de drásticas alterações nucleares, como o aumento do índice de DNA e o surgimento de núcleos picnóticos. Em conjunto, os resultados evidenciaram o papel crítico do cobre 11 na toxicidade de IP. Os efeitos citotóxicos observados indicam uma provável ocorrência de bloqueio do ciclo celular e morte celular por apoptose nas células V79 tratadasAbstract: Isoproterenol (IP) is a synthetic catecholamine of great pharmacological interest, as it is the most potent B-adrenergic known agonist. Recent works revealed the involvement of IP oxidation reactions in cardiotoxicity mechanisms. Copper is an essential microelement which has a fundamental role in living organisms metabolism. In high concentration copper is extremely toxic, as iIIustrated by neurodegenerative dysfunctions such as Menkes and Wilson diseases. Studies on IP oxidation have shown that transition metais, specially CU2+, are effective catalysers of such reaction. This research presents some toxic effects of IP associated to Cu2+ on protein and on DNA in vitra, and on V79 Chinese hamster lung fibroblasts culture. IP/Cu2+ complex inducted carbonils formation in aminoacids and fragmentation of BSA polipeptidic chain, as well as formation of 8-0H-2'-deoxiguanosine in Calf thimus DNA. System containing up to 7,OJJM IP, associated to Cu2+ (2SJJM) totally inhibited cellular proliferation. Oxidation of IP/Cu2+ caused other functional alterations, such as loss of cellular adhesion to culture plates and loss of cellular viability. Conditions containing IP isolated from the metal did not produce significative effects. Morphological alterations were found in cells treated with IP/Cu2+, generating loss of fibroblasts typical morphology, mainly by bubbles appearance and cellular spreading which evidenciated nuclei and nucleolus. Antioxidants CA T and GSH respectively inhibited partially or completely the reaction of IP/Cu2+. GSH prevented lesions in cells morphology inducted by IP/Cu2+. It was also verified that the oxidant system leads to destruction of ali citoskeleton filament analysed (vimentine, actine, a-tubuline and lamin B) and to appearance of drastic nuclear alterations, like increase in DNA index and appearance of picnotic nuclei. Obtained results demonstrated the critical role of copper " on IP toxicity. Observed citotoxic effects suggest a probable interruption of cellular cycle and cellular death from apoptosis on V79 treated cellsDoutoradoBioquimicaDoutor em Biologia Funcional e Molecula