Estudo dos mecanismos envolvidos no efeito neuroprotetor do pré-condicionamento com N-Metil-D-Aspartato (NMDA)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2014.O pré-condicionamento cerebral é caracterizado por um estado de tolerância transitória do tecido nervoso a um estímulo letal e/ou tóxico evocado por um dano moderado prévio. Estudos têm demonstrado que este estado de tolerância cerebral pode ser obtido através do pré-condicionamento químico com N-metil-D-aspartato (NMDA), o agonista sintético seletivo dos receptores NMDA e pode ser promovido in vivo pela administração de dose subtóxica deste agente. Contudo, as vias de sinalização e receptores ou canais iônicos associados ao processo de neuroproteção ativado pelo pré-condicionamento químico ainda precisam ser elucidados. Desta forma, investigou-se o envolvimento dos receptores de adenosina (A1R e A2AR) e as vias de sinalização celular no mecanismo de neuroproteção pelo pré-condicionamento com NMDA in vivo (em camundongos) e in vitro (em cultura primária de neurônios e em fatias hipocampais). Os resultados demonstraram que o pré-condicionamento com NMDA aumenta a afinidade de união do A1R ao ligante, sem alterar seus níveis proteicos no hipocampo de camundongos. Além disso, a ativação do A1R reverte o efeito antinociceptivo mediado pelo pré-condicionamento com NMDA, sugerindo que a pós-ativação do A1R pode interferir com o pré-condicionamento. Ainda o pré-condicionamento com NMDA não altera a funcionalidade do A1R no teste do condicionamento ao medo contextual em camundongos, mas parece promover uma dessensibilização de A2AR. E a ativação de ambos A1R e A2AR reverte o aumento da captação de glutamato em fatias de hipocampo, mediado pelo pré-condicionamento com NMDA. Em relação às vias de sinalização celular analisadas, observou-se o pré-condicionamento com NMDA depende da via da PI3K para a proteção contra as convulsões induzidas por ácido quinolínico (AQ) em camundongos, embora a inibição desta via não parece estar diretamente relacionada com a proteção contra a morte celular. Em estudos in vitro, o pré-condicionamento com NMDA também foi eficaz na proteção contra o dano induzido por AQ em cultura primária de neurônios hipocampais e em fatias hipocampais de camundongos contra o dano induzido por glutamato. Os mecanismos envolvidos na neuroproteção pelo pré-condicionamento em fatias, envolve a participação de A1R e parcialmente dos canais de potássio ativados por cálcio (BKCa). Além disso, o pré-condicionamento com NMDA é mais eficaz com a ativação de receptores que usam a glicina como co-agonista preferencial. Desta forma, este trabalho contribui para demonstrar alguns mecanismos celulares evocados por uma possível estratégia neuroprotetora, o pré-condicionamento químico.<br>Abstract : Brain preconditioning is characterized by a state of transient tolerance in the nervous tissue to a lethal and/or toxic stimulus evoked by prior moderate damage. Studies have demonstrated that this state of brain tolerance can be obtained by chemical preconditioning with N-methyl-D-aspartate (NMDA), the synthetic selective agonist of NMDA receptors, and can be promoted by in vivo administration of subtoxic doses of this agent. However, the signaling pathways and receptors or ion channels associated with the neuroprotection process activated by chemical preconditioning remain to be elucidated. Thus, we investigated the involvement of adenosine receptors (A1R and A2AR) and cell signaling pathways in the mechanism of neuroprotection evoked by NMDA preconditioning in vivo (in mice) and in vitro (in primary cultured neurons and hippocampal slices). NMDA preconditioning increases binding affinity of the A1R to ligand, without changing its protein levels in hippocampus of mice. Furthermore, activation of A1R reverses the antinociceptive effect mediated by NMDA preconditioning, suggesting that post-activation of A1R can interfere with preconditioning. NMDA preconditioning does not alter the functionality of A1R in contextual fear conditioning test in mice, although it seems to promote a desensitization of A2AR response. The activation of both A1R and A2AR reversed the increase in glutamate uptake into hippocampal slices mediated by NMDA preconditioning. Regarding the signaling pathways analyzed, we observed that NMDA preconditioning is dependent on PI3K pathway for protection against quinolinic acid (QA)-induced seizures in mice, although inhibition of this signaling pathway is not directly related to protection against cell damage. In in vitro studies, NMDA preconditioning was also effective in protecting against QA-induced damage in primary cultured hippocampal neurons and against glutamate-induced damage in mice hippocampal slices. The mechanisms of neuroprotection exerted by preconditioning in slices, involve the participation of A1R and partially the calcium-activated potassium channels (BKCa). Moreover, NMDA preconditioning is more effective when glycine is used as the preferential co-agonist of NMDA receptor. Therefore, this study contributes to demonstrate cellular mechanisms evoked by a putative neuroprotective strategy, the chemical preconditioning