Impacto de um fluxo de peroxinitrito sobre a bioenergética e a função endotelial em BAEC: papel protetor do sisseleneto de difenila

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em BioquímicaNa atualidade as doenças cardiovasculares representam a principal causa de mortes no mundo, sendo esta situação reflexo do estilo de vida populacional. A aterosclerose, uma das principais causa das doenças cardiovasculares, inter-relaciona diversos fatores de risco que convergem em um ponto: a produção anormal de espécies reativas de oxigênio (EROs). O aumento de EROs, e a subsequente queda na biodisponibilidade de óxido nítrico (oNO) têm sido proposto como o mecanismo patogênico da disfunção endotelial. Superóxido (O2o-) produzido principalmente pela mitocôndria endotelial reage rapidamente com oNO produzindo peroxinitrito, uma espécie reativa de nitrogênio (ERNs) que causa alterações profundas na mitocôndria, superprodução de EROs, conduzindo a disfunção endotelial e morte celular. Estes fenômenos têm sido implicados no início e na progressão do processo aterosclerótico. Este estudo teve por objetivo principal a determinação do efeito de um fluxo de peroxinitrito promovido por 1,3-morfolinosidnonimina (SIN-1), sobre a função mitocondrial e endotelial de células endoteliais de aorta bovina (BAEC). Além disso, investigamos se o disseleneto de difenila (PhSe)2, um simples composto orgânico de selênio, poderia ser utilizado como uma estratégia farmacológica para proteção contra os danos causados pelo peroxinitrito, tendo em vista as importantes propriedades antioxidantes descritas para este composto. Nossos resultados experimentais mostraram que a exposição à SIN-1 (250 ?M) causou um profundo comprometimento no consumo de oxigênio, na geração de energia e na capacidade de reserva mitocondrial nas BAEC. A disfunção mitocondrial resultou em produção adicional de peroxinitrito, amplificando o fenômeno e levando a disfunção endotelial. Além disso, observamos um extensivo declínio no potencial de membrana mitocondrial ( m), induzido pelo peroxinitrito, e este evento foi associado à morte celular apoptótica. Por outro lado, o pré-tratamento das BAEC com (PhSe)2, foi capaz de prevenir os danos celulares mediados pelo peroxinitrito possivelmente por promover um aumento na expressão de duas diferentes isoformas da enzima peroxirredoxina (Prx). O aumento na expressão da Prx em conjunto com a melhora no sistema antioxidante vinculado à glutationa (GSH), já demonstrado anteriormente por nosso grupo, contribui para a melhoria do sistema antioxidante nas células endoteliais, tornando-as mais resistentes ao dano oxidativo.Abstract : Nowadays cardiovascular diseases are the leading cause of death worldwide, and this situation reflects the lifestyle of the population. Atherosclerosis, one of the main causes of cardiovascular disease, interrelates several risk factors that converge on one point: the abnormal production of reactive oxygen species (EROs). The increase in EROs and the subsequent decrease in the bioavailability of nitric oxide (oNO) have been proposed as the pathogenic mechanism of endothelial dysfunction. Superoxide (O2o-) mainly produced by endothelial mitochondria rapidly reacts with oNO producing peroxynitrite, a reactive nitrogen species (ERNs) which causes profound changes in the mitochondria, overproduction of EROs, leading to endothelial dysfunction and cell death. These phenomena have been implicated in the onset and progression of the atherosclerotic process. This study was designed to determine the effect of a flow of peroxynitrite promoted by 1,3-morpholinylsydnonimine (SIN-1), in mitochondrial and endothelial function of bovine aortic endothelial cells (BAEC). Furthermore, we investigated whether diphenyl diselenide (PhSe)2 , a simple organic selenium compound, could be used as a pharmacological strategy for protection against peroxynitrite-mediated damage, taking into account the significant antioxidant properties described for this compound. Experimental results showed that overnight exposure to SIN-1 (250 µM) caused a profound impairment on oxygen consumption, energy generation and reserve capacity in mitochondria of BAEC. Mitochondrial dysfunction resulted in an additional intracellular production of peroxynitrite, amplifying the phenomenon and leading to endothelial dysfunction. Moreover, we observed an extensive decline in mitochondrial membrane potential (??m), induced by peroxinytrite, and this event was associated with apoptotic-type cell death. In another hand, pretreatment of BAEC with (PhSe)2, was capable to prevent peroxynitrite-mediated cell damage possibly by promoting an increase in the expression of two different isoforms of peroxiredoxin (Prx) enzyme. The increase in the expression of Prx together with the amelioration of the glutathione (GSH) antioxidant system, previously demonstrated by our group, contributes to the improvement of the antioxidant system in endothelial cells, making them more resistant to oxidative damage