Action of melatonin on neuronal death induced by sciatic nerve transection in neonatal rats

Orientador: Francesco LangoneTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Morte neuronal pode ser induzida em ratos neonatos por axotomia periférica. A privação de fatores tróficos sintetizados por células alvo seria uma importante causa, pois favoreceria a ocorrência de estresse oxidativo. No presente estudo, ratos com dois dias de vida (P2) foram submetidos a secção unilateral do ciático, tratados diariamente com o antioxidante melatonina e sacrificados entre P2 e P7, período em que ocorre maior perda celular. Na intumescência lombar, foram avaliadas a expressão e distribuição tecidual das isoformas 1 e 2 da superóxido dismutase (SODI e 2), das isoformas neuronal (nNOS), endotelial (eNOS) e induzível (iNOS) da óxido nítrico sintase (NOS) e da Bax e Bcl-2 (indutora e supressora da morte celular, respectivamente). Também foram investigadas a atividade da NOS e fragmentação de DNA. Cinco dias depois da lesão, a axotomia determinou perda de 55% dos motoneurônios. Após o mesmo período, o tratamento com melatonina garantiu a sobrevivência de 75% dos neurônios acometidos. Um dia depois da axotomia, a expressão da SODI foi reduzida em 25% nos ratos lesados. Por outro lado, a administração de melatonina aumentou a síntese desta enzima em 25%. A axotomia elevou a atividade da nNOS e eNOS 1 e 6 horas após a lesão. A melatonina aumentou a atividade da nNOS e eNOS e diminuiu a da iNOS no terceiro dia. Os níveis de mRNA e de células positivas para Bax e a ocorrência de quebra de DNA aumentaram no primeiro dia. Esta última foi reduzida pelo tratamento com melatonina. A axotomia não alterou a expressão e imunomarcação para iNOS e para Bcl-2, nem aumentou a imunorreatividade para Bax em motoneurônios. O efeito neuroprotetor e antioxidante da melatonina no presente modelo experimental suporta sua investigação em alterações neurológicas associadas com estresse oxidativoAbstract: Neuronal death may be induced in neonatal rats by peripheral axotomy. Deprivation of trophic factor produced by target cells would play a role, since it would favor oxidative stress. In the present study, rats at an age of two days postnatally (P2) were subjected to unilateral sciatic transection, daily treatment with the antioxidant melatonin and sacrificed at time points ranging from P2 to P7, when the majority of the axotomised cells is 10s1. Expression and immunohistochemical detection of superoxide dismutase isoforms 1 and 2 (SOD 1 and 2) were investigated in the lumbar enlargement. Neuronal (nNOS), endothelial (eNOS) and inducible (iNOS) isoforms of nitric oxide synthase (NOS) and Bax and Bcl-2 (cell death promoter and suppressor, respectively) were also evaluated. Finally, NOS activity and DNA fragmentation were assessed. Five days after lesion, 55% of the axotomised motoneurons died. Melatonin rescued 75% ofthe injured motoneurons. On the first day, SODl expression was reduced by 25% in axotomised rats, whereas melatonin administration yielded an increase of 25% in such expression. nNOS and eNOS activity rose at 1 and 6 hours after lesion. Melatonin increased nNOS and eNOS activity and reduced iNOS catalytic rate on the third day. Bax mRNA levels, number of Bax-positive cells and DNA fragmentation augmented on the first day. The latter was decreased by melatonin. Axotomy did not alter immunostaining for and expression of iNOS and Bcl-2. In addition, the injury did not induce Bax expression in motoneurons. The neuroprotective and antioxidant effect of melatonin in the present experimental model support the investigation of this neurohormone in neurological diseases associated with oxidative stressDoutoradoFisiologiaDoutor em Biologia Funcional e Molecula