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Type: TESE
Degree Level: Doutorado
Title: Participação da sirtuína na retinopatia diabética = mecanismo de regulação da neurodegeneração = Participation of sirtuin on diabetic retinopathy : mechanisms of regulation of the neurodegeneration
Title Alternative: Participation of sirtuin on diabetic retinopathy : mechanisms of regulation of the neurodegeneration
Author: Duarte, Diego Andreazzi, 1988-
Advisor: Faria, Jacqueline Mendonça Lopes de
Abstract: Resumo: A retinopatia diabética (RD) é uma doença devastadora que está entre as maiores causas de cegueira entre pessoas na idade adulta em todo o mundo. Considerada multifatorial e progressiva, a RD afeta células neurais e gliais, e também elementos vasculares da retina. Sabe-se que diversas vias estão envolvidas na patogênese da RD, no entanto, os mecanismos que levam a exacerbação da inflamação e morte de células gliais/neurais o que caracteriza a neurodegeneração da retina, ainda permanecem desconhecidos. Diante disso, a redução desses fatores tem sido extensivamente estudada como alvo no combate a RD. As Sirtuínas, histonas desacetilases dependentes de nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD+), atuam em resposta a vários estresses e atualmente tem sido relacionadas às importantes funções moleculares na regulação de várias doenças. Considerado um redox sensível, a SIRT1 pode estar reduzida em condição de doença, o que agravar ainda mais a situação patológica. No entanto, não se sabe ao certo o mecanismo de modulação e/ou atuação da SIRT1 frete às doenças neurodegenerativas, tais como a RD. No Artigo I, foram avaliados os possíveis efeitos protetores do cacau rico em polifenóis na retina diabética. As células Müller da retina (rMC-1) foram expostos por 24h à glicose normal (NG), alta glicose (HG) ou peróxido de hidrogênio (H2O2) e submetidas ao tratamento com cacau na presença ou não de um inibidor da SIRT1 ou siRNA. O estudo animal foi desenvolvido em ratos experimentalmente diabéticos induzidos por estreptozotocina e randomizado para receber tratamentos com cacau com baixa, intermediária, ou elevada dose de polifenol (0,12 mg; 2,9 mg; 22,9 mg/kg/dia) por gavagem durante 16 semanas. As células expostas a H2O2 ou HG apresentaram aumento de proteína acídica fibrilar glial (GFAP) e acetil-RelA/p65 e diminuição da atividade/expressão da SIRT1. Estes efeitos foram anulados pelo cacau, que diminuiu a produção de espécies reativas de oxigênio e reduziu a ativação da poli(ADP-ribose) polimerase-1 (PARP-1); melhorou os níveis intracelulares de NAD+ e consequentemente aumentou da atividade da SIRT1. As retinas dos ratos diabéticos exibiram os primeiros marcadores de retinopatia acompanhada pela eletrorretinografia prejudicada. A presença de diabetes levou a ativação da PARP-1 e diminuição dos níveis de NAD+, resultando em comprometimento da SIRT1. O aumento na acetilação do RelA/p65 levou na hiperexpressão do GFAP. A administração oral de cacau polifenol restaurou as alterações acima referidas. Este estudo revelou que o cacau enriquecido com polifenóis teve efeito protetor da retina diabética restabelecendo a via da SIRT-1. No Artigo II, foi investigado o possível efeito terapêutico de células derivadas de animais saudáveis (Dock7 m +/+ Leprdb db/m) e diabéticos (BKS.Cg-Dock7 m +/+ Leprdb/J, db/db) na retinopatia diabética (RD). Os camundongos db/db (espontaneamente diabéticos) com 8 semanas de idade foram randomizados para receber uma única injeção intravenosa de PBS ou células early outgrowth (EOCs) de doadores db/m ou db/db. Quatro semanas mais tarde, os animais foram sacrificados e os olhos enucleados. Para estudo in vitro, o meio condicionado das EOCs (EOC-CM) foi gerado a partir do cultivo de EOCs de animais db/m e db/db. As células rMC-1 foram expostas por 24h a NG ou HG e submetidas ao tratamento com db/m ou db/db EOC-CM, em presença ou não de um inibidor farmacológico (EX527) ou gênico (siRNA) da SIRT1. Nos ratos diabéticos, houve um aumento de marcadores de RD e do dano oxidativo, acompanhado por uma diminuição da proteína SIRT1 e seguido pelo aumento da acetilação da lisina-310 do complexo p65-NFkB. A terapia celular com EOCs reduziu significativamente todas as alterações mencionadas acima. As rMC-1 expostas a HG apresentaram aumento da expressão de GFAP, fator de crescimento do endotélio vascular e Nox4, acompanhado pelo aumento dos níveis de espécies reativas de oxigênio e acetil-lisina-310-p65-NFkB. Além disso, a expressão/atividade da SIRT1 foram reduzidas em ambiente diabético. O tratamento com EOC-CM impediu todas estas alterações. Este estudo demonstra que a capacidade parácrina das EOCs, na secreção de fatores, é eficaz no restabelecimento da via de SIRT1 retina, e assim, proteger a retina dos insultos diabéticos. Em resumo, a presente tese fornece evidências que tanto a administração oral do cacau enriquecido com polifenóis quanto à terapia celular com EOCs, conferem neuroproteção da retina aos insultos do diabetes. Portanto, intervenções que modulem a atividade das sirtuínas são promissoras no tratamento farmacológico da retinopatia diabética

Abstract: The diabetic retinopathy (RD) is a devastating disease and the principal cause of blindness among people in adulthood worldwide. The RD is considered a multifactorial and progressive disease, affecting neuronal and glial cells, and also vascular elements of the retina. It is known that several pathways are involved in the pathogenesis of RD, however, the mechanisms that lead to exacerbation of inflammation and death of glial/neuronal cell, characterizing retinal neurodegeneration, remain unknown. Therefore, the reduction of these factors have been extensively studied as a therapeutic target against RD. Sirtuin 1 (SIRT1), a family of histone deacetylase enzyme, acts in response to various stresses and, currently, has been related to important molecular functions in the regulation of various diseases. Considered a redox-sensitive, SIRT1 may be reduced under disease condition, whereby aggravate the pathological situation. However, is not known the mechanism of modulation/activity of SIRT1 in neurodegenerative diseases, such as RD. In the article I, were studies the possible protective effects of cocoa in the diabetic retina were assessed. rMCs exposed to NG, HG or H2O2 were submitted to cocoa treatment in the presence or absence of SIRT-1 inhibitor and siRNA. The experimental animal study was conducted in streptozotocin-induced diabetic rats and randomized to receive low, intermediate, or high polyphenol cocoa treatments via daily gavage for 16 weeks (i.e., 0.12 mg/kg/day, 2.9 mg/kg/day, or 22.9 mg/kg/day of polyphenols). The rMCs exposed to HG or H2O2 exhibited increased GFAP and acetyl-RelA/p65 and decreased SIRT1 activity/expression. These effects were cancelled out by cocoa, which decreased ROS production and PARP-1 activity, augmented the intracellular pool of NAD+, and improved SIRT1 activity. The rat diabetic retinas displayed the early markers of retinopathy accompanied by markedly impaired electroretinogram. The presence of diabetes activated PARP-1 and lowered NAD+ levels, resulting in SIRT1 impairment. This augmented acetyl RelA/p65 had the effect of upregulated GFAP. Oral administration of polyphenol cocoa restored the above alterations in a dose-dependent manner. This study reveals that cocoa enriched with polyphenol improves the retinal SIRT-1 pathway, thereby protecting the retina from diabetic milieu insult. In the article II, were investigated the possible therapeutic effect of cells derived from control (db/m) and spontaneously diabetic (db/db) mice on diabetic retinopathy. The db/db mice with 8 weeks of age were randomized to receive a unique intravenous injection of PBS or 0,5x105 db/m EOCs or 0,5x105 db/db EOCs. Four weeks later, the animals were euthanized and the eyes enucleated. For in vitro study, EOC-CM was generated from db/m and db/db EOCs cultures. rMCs were exposed for 24h to NG or HG combined or not with db/m or db/db EOC-CMs. In diabetic rats, there was an increase of DR and oxidative damage markers, accompanied by decrease in SIRT1 protein followed by lysine-310-p65-NF?B acetylation. The treatment with cells from db/m significantly reduced all the above-mentioned, but interestingly the treatment with cells from db/db mice fully restored the above alterations to normal levels. rMCs exposed to HG displayed GFAP and VEGF expression up regulated, accompanied by increase in Nox4 expression and ROS levels, and acetyl-lysine-310-p65-NF?B. SIRT1 protein expression and activity were markedly reduced in diabetic milieu conditions. The treatment with both EOC-CMs prevented all these abnormalities, but db/db EOC-CM fully restored to NG conditions. This study demonstrates that endocrine capacity of EOCs is effective in improving retinal SIRT1 pathway thus protecting the retina from diabetic milieu insult. In summary, compelling novel evidence is provided herein that either through oral administration of polyphenol enriched cocoa or cell therapy with EOCs, conferred retinal neuroprotection against diabetic insults in animal models. The identification of SIRT-1 as a potential therapeutic target in the treatment of diabetic retinopathy may provide new perspective in the pharmacological treatment of this diabetic complication
Subject: Diabetes Mellitus
Retinopatia diabética
Sirtuína 1
Degeneração neural
Polifenóis
Terapia baseada em transplante de células e tecidos
Editor: [s.n.]
Citation: DUARTE, Diego Andreazzi. Participação da sirtuína na retinopatia diabética: mecanismo de regulação da neurodegeneração = Participation of sirtuin on diabetic retinopathy : mechanisms of regulation of the neurodegeneration. 2014. 133 p. Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/309780>. Acesso em: 26 ago. 2018.
Date Issue: 2014
Appears in Collections:FCM - Tese e Dissertação

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