Papel neuroprotetor do 4-PSQ sobre o estresse oxidativo em cérebro de ratos submetidos à hiper-homocisteinemia aguda severa

Abstract

A homocisteína (Hcy) um dos objetos de estudo desta dissertação é um aminoácido sulfurado não proteico derivado da metionina. O nível plasmático normal de Hcy está entre 5 a 15 μmol/L e níveis superiores são definidos como hiper-homocisteinemia (HHCY), que pode ser leve (16-30 μmol/L), moderada (31-100 μmol/L) e severa ou grave (>100 μmol/L). A HHCY severa ocorre na homocistinúria clássica (HCU), a qual é uma doença metabólica hereditária causada pela deficiência na atividade da enzima cistationina β-sintase, ao contrário da HHCY leve e moderada, que ocorrem através de uma dieta rica em metionina ou deficiência de ácido fólico e/ou de vitaminas (B6 e B12). Diante da toxicidade da Hcy, o objetivo do trabalho foi investigar o papel neuroprotetor do composto 7-cloro-4-(fenilselanil)quinolina (4-PSQ), sobre os danos causados pela Hcy e avaliar se houve o diferenças sexo-dependentes em ratos machos e fêmeas tratados com Hcy e 4-PSQ, que é derivado do grupo das quinolinas, apresenta diversos efeitos como: antioxidante e anti-inflamatório. Estudos pré-clínicos mostram que a hiper-homocisteinemia induz o estresse oxidativo. Ratos Wistar de 21 dias, de ambos os sexos, foram submetidos ao modelo HHCY severa aguda em córtex e hipocampo, através da administração de Hcy (0,6 μmol/g de peso corporal), duas vezes ao dia, por 7 dias, pela via subcutânea. Os grupos controles receberam o mesmo volume de solução salina. O composto 4-PSQ (5 mg/Kg) e o veículo, óleo de canola (1 mL/kg), foram administrados uma vez ao dia, por meio de gavagem, após 30 minutos da administração de Hcy. Os parâmetros de estresse oxidativo analisados, foram: atividade das enzimas catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD), glutationa peroxidase (GPx), glutationa peroxidase (GSH-Px), oxidação de DCFH (DCF) e níveis de nitritos (RNS). Os resultados desse trabalho mostraram que a HHCY severa aguda promoveu o aumento das espécies reativas de oxigênio no córtex cerebral e no hipocampo de ratos machos e fêmeas e o composto 4-PSQ reverteu tais efeitos. Em relação às enzimas antioxidantes, a HHCY não alterou a atividade da SOD em nenhuma estrutura estudada em ambos os sexos. A HHCY não alterou a atividade da CAT, mas esta condição quando associada ao 4-PSQ aumentou a atividade da CAT em córtex de ratos machos. A HHCY aumentou a atividade da GPx em ambas estruturas analisadas (córtex e hipocampo) de machos. No entanto, em hipocampo de fêmeas a GPx aumentou apenas no grupo tratado com HHCy combinado com 4-PSQ quando comparada ao grupo tratado com 4-PSQ. Os níveis de nitritos não foram alterados em nenhuma estrutura analisada, em ambos os sexos. Considera-se, a partir dos resultados obtidos, que o composto 4-PSQ tenha efeito antioxidante sobre os danos causados pela hiper-homocisteinemia severa (HHCY), o qual foi mostrado pela reversão do aumento das espécies reativas de oxigênio causadas pela HHCY e por tentar recuperar as enzimas antioxidantes (CAT e GPx) em um ambiente oxidante. Com isso mais estudos devem ser realizados para assegurar que o 4-PSQ seja um possível tratamento promissor em estudos pré-clínicos e clínicos. Pois na última década, estudos têm enfoque na investigação do potencial farmacológico do composto sintético 7-cloro-4-(fenilselanil), um derivado da quinolina com substituinte organoselênio. Ao modular marcadores pró-inflamatórios e estresse oxidativo, além do nosso estudo também mostrar que o efeito sobre as enzimas é sexo-dependente.

Homocysteine (Hcy), one of the objects of study in this dissertation, is a non-protein sulfur amino acid derived from methionine. The normal plasma level of Hcy is between 5 to 15 μmol/L and higher levels are defined as hyperhomocysteinemia (HHCY), which can be mild (16-30 μmol/L), moderate (31-100 μmol/L) and severe or severe (>100 μmol/L). Severe HHCY occurs in classic homocystinuria (HCU), which is a hereditary metabolic disease caused by deficiency in the activity of the enzyme cystathionine β-synthase, unlike mild and moderate HHCY, which occur through a diet rich in methionine or methionine deficiency. folic acid and/or vitamins (B6 and B12). In view of the toxicity of Hcy, the objective of the work was to investigate the neuroprotective role of the compound 7-chloro-4-(phenylselanyl)quinoline (4-PSQ), on the damage caused by Hcy and to evaluate whether there were sex-dependent differences in rats males and females treated with Hcy and 4-PSQ, which is derived from the quinoline group, has several effects such as: antioxidant and anti-inflammatory. Preclinical studies show that hyperhomocysteinemia induces oxidative stress. 21-day-old Wistar rats, of both sexes, were subjected to the acute severe HHCY model in the cortex and hippocampus, through the administration of Hcy (0.6 μmol/g of body weight), twice a day, for 7 days, by subcutaneously. Control groups will receive the same volume of saline solution. The compound 4-PSQ (5 mg/kg) and the vehicle, canola oil (1 mL/kg), were administered once a day, via gavage, 30 minutes after Hcy administration. The oxidative stress parameters analyzed were: activity of the enzymes catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx), glutathione peroxidase (GSH-Px), DCFH oxidation (DCF) and nitrite levels (RNS). The results of this work showed that acute severe HHCY promoted an increase in reactive oxygen species in the cerebral cortex and hippocampus of male and female rats and the compound 4-PSQ reversed these effects. Regarding antioxidant enzymes, HHCY did not alter SOD activity in any structure studied in both sexes. HHCY did not alter CAT activity, but this condition, when associated with 4-PSQ, increased CAT activity in the cortex of male rats. HHCY increased GPx activity in both structures analyzed (cortex and hippocampus) of males. However, in the female hippocampus GPx increased only in the group treated with HHCy combined with 4-PSQ when compared to the group treated with 4-PSQ. Nitrite levels were not altered in any structure analyzed, in both sexes. It is considered, from the results obtained, that the compound 4-PSQ has an antioxidant effect on the damage caused by severe hyperhomocysteinemia (HHCY), which was shown by the reversal of the increase in reactive oxygen species caused by HHCY and by try to recover antioxidant enzymes (CAT and GPx) in an oxidizing environment. Therefore, more studies must be carried out to ensure that 4-PSQ is a possible promising treatment in preclinical and clinical studies. In the last decade, studies have focused on investigating the pharmacological potential of the synthetic compound 7-chloro-4-(phenylselanyl), a quinoline derivative with an organoselenium substituent. By modulating pro-inflammatory markers and oxidative stress, our study also shows that the effect on enzymes is sex-dependent.