Brain endothelial cells protection by pinacidil preconditioning in an okadaic acid-induced Alzheimer’s disease model: role of mitoKATP channels, ROS and HIF-1α

Palavras-chave: Ácido ocadaico,Canais mitocondriais de potássio sensíveis a ATP,Células endoteliais cerebrais,Doença de Alzheimer,Espécies reactivas de oxigénio,Factor de transcrição induzido pela hipóxia,Mitocôndria,Pinacidil,Pré-condicionamento

A doença de Alzheimer, a doença neurodegenerativa mais comum no idoso, é caracterizada por uma deterioração progressiva da memória e função cognitiva, e neurodegenerescência severa associada à ocorrência de duas características patológicas distintas: a deposição extracelular do peptídeo β-amiloide no parênquima cerebral e vasos sanguíneos cerebrais e acumulação intracelular de tranças neurofibrilares compostas por proteína tau hiperfosforilada. Actualmente, não existe nem cura nem tratamento eficaz para a doença de Alzheimer. Entre as estratégias de protecção existentes, o pré-condicionamento surge como um fenómeno que confere tolerância cerebral contra possíveis insultos letais através da activação de uma resposta endógena adaptativa e de sobrevivência. Embora os mecanismos moleculares específicos associados ao pré-condicionamento permaneçam desconhecidos, o factor de transcrição induzido por hipóxia 1α e as mitocôndrias são reconhecidos como peças integrantes do puzzle do pré-condicionamento. Especificamente, as espécies reactivas de oxigénio produzidas pelas mitocôndrias bem como os canais de potássio mitocondriais sensíveis ao ATP foram identificados como intermediários e alvos mitocondriais específicos envolvidos no fenómeno do pré-condicionamento. Desta forma, este estudo foi realizado para decifrar o papel das espécies reactivas de oxigénio produzidas pela mitocôndria e da via de sinalização mediada pelo factor de transcrição induzido por hipóxia 1α na proteção desencadeada pelo pré-condicionamento com pinacidil, um modulador dos canais de potássio mitocondriais sensíveis ao ATP, num modelo in vitro da doença de Alzheimer induzido pelo ácido ocadaico que promove a hiperfosforilação da proteína tau, através da inibição das fosfatases 1 e 2A. Usando as células RBE4, uma linha de células endoteliais de cérebro de rato, observou-se que concentrações sub-letais de pinacidil (≤ 10 μM, durante 24 horas) aumentaram significativamente a produção de superóxido. Recorrendo a microscopia confocal verificou-se que o pinacidil altera a rede mitocondrial nas células endoteliais, promovendo uma distribuição perinuclear de mitocôndrias alongadas. Constatou-se ainda que o pinacidil também aumenta os níveis proteicos do transportador de glucose-1 e do factor de crescimento do endotélio vascular, dois genes alvo específicos do factor de transcrição induzido por hipóxia 1α. Notavelmente, o pré-condicionamento com pinacidil impediu a perda de viabilidade celular e o potencial de membrana mitocondrial, e a produção excessiva de superóxido promovida pelo ácido ocadaico. Contudo, os efeitos protectores do pré-condicionamento com pinacidil foram inibidos na presença do antagonista específico dos canais de potássio mitocondriais sensíveis ao ATP, o ácido 5-hidroxidecanóico, do antioxidante mitocondrial coenzimaQ10, e do inibidor do factor de transcrição induzido por hipóxia 1α, o 2-metoxiestradiol. Por último, o pré-condicionamento com pinacidil preveniu parcialmente o efeito do ácido ocadaico na morfologia (mitocôndrias pequenas e arredondadas) e distribuição espacial (zona perinulear) das mitocôndrias. 7 Em conjunto, estes resultados mostram que a produção de espécies reactivas de oxigénio mediada por activadores dos canais de potássio mitocondriais sensíveis ao ATP e a indução do factor de transcrição induzido por hipóxia 1α são eventos cruciais no fenómeno do pré-condicionamento, sugerindo que os canais de potássio mitocondriais sensíveis ao ATP podem representar possíveis alvos terapêuticos na doença de Alzheimer.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais