Efeito do metilglioxal na função miccional em camundongos [recurso eletrônico] : estudo funcional e molecular
Ákila Lara de Oliveira
TESE
Português
T/UNICAMP OL4e
[The effect of methylglyoxal on void function in mice]
Campinas, SP : [s.n.], 2023.
1 recurso online (128 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientador: Edson Antunes
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas
Resumo: O Diabetes Mellitus (DM) é um distúrbio metabólico associado a níveis elevados de glicose sanguínea. DM leva a diversas complicações, incluindo disfunção miccional, referida como disfunção da bexiga diabética (DBD) ou cistopatia diabética, condição presente em mais de 50% dos pacientes...
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Resumo: O Diabetes Mellitus (DM) é um distúrbio metabólico associado a níveis elevados de glicose sanguínea. DM leva a diversas complicações, incluindo disfunção miccional, referida como disfunção da bexiga diabética (DBD) ou cistopatia diabética, condição presente em mais de 50% dos pacientes diagnosticados com DM, em estados crônicos e não controlados terapeuticamente. As alterações miccionais consistem em diferentes manifestações clínicas, que vão da hiperatividade à hipoatividade do músculo liso detrusor. Durante estados de hiperglicemia, ocorre elevação dos níveis de compostos dicarbonílicos, como o metilglioxal (MGO), e aumento na geração de produtos finais de glicação avançada (AGEs), os quais são formados pela ligação não enzimática (glicação) do composto dicarbonílico a proteínas, levando à perda de função das mesmas. Os AGEs interagem com seu receptor (RAGE), desencadeando uma cascata de eventos intracelulares, incluindo aumento da geração de espécies reativas de oxigênio (EROs) e ativação do sistema Rho-quinase, que podem estar implicados na gênese da DBD. A glicação pelo MGO em proteínas da matriz extracelular, como o colágeno, causa rigidez de vasos sanguíneos e remodelamento tecidual, sendo que mecanismos semelhantes podem estar implicados nas alterações da contratilidade detrusora do DM. Na primeira parte do trabalho, investigamos os efeitos da administração crônica de MGO (na concentração de 0,5%, por 12 semanas) em camundongos saudáveis, machos e fêmeas, da linhagem C57BL6, tratados ou não com metformina (300 mg/kg, 2 semanas). Nossa hipótese é que a fisiopatologia da DBD está relacionada ao aumento dos níveis séricos de MGO e subsequente ativação do eixo AGEs-RAGE na parede vesical. Nossos objetivos foram caracterizar os efeitos do MGO nas alterações morfológicas, moleculares e funcionais da bexiga. Para tanto, realizamos testes para avaliar a função miccional in vivo (ensaio do papel de filtro em animais acordados e cistometria de enchimento em animais anestesiados), assim como contratilidade detrusora in vitro. Avaliamos alterações do eixo MGO-AGE-RAGE por meio de estudos moleculares (ELISA, Western blotting, RT-PCR e imuno-histoquímica) no soro e bexiga dos animais. Buscamos ainda investigar a participação do canal iônico de potencial receptor transitório (TRPA1) nas alterações vesicais produzidas pela ativação do eixo MGO-AGE-RAGE e geração de EROs e ativação da Rho-quinase. O acúmulo sérico de MGO elevou os níveis dos AGEs e ativou a sinalização RAGE-EROs, levando à sensibilização muscular induzida pela Rho-quinase e à hiperatividade detrusora. A ativação do TRPA1 no urotélio pelo MGO causou bexiga hiperativa. O tratamento dos animais com metformina reduziu os níveis de MGO e de AGE, bem como as alterações histológicas e funcionais da bexiga em animais tratados com MGO, sugerindo que a melhora da disfunção miccional pela metformina depende de sua capacidade de eliminar MGO, evitando seu acúmulo no sangue. Posterior, estudamos a disfunção vesical camundongos diabéticos e obesos deficientes geneticamente de leptina (ob/ob), e a participação do eixo MGO-AGE-RAGE utilizando o cloreto de alagebrium (ALT-711; "inibidor" de AGE). No animal ob/ob, machos e fêmeas, detectamos níveis significativamente elevados de MGO, AGEs totais, AGEs fluorescentes (FAGEs), hidroimidazolona (MG-H1) e colágeno no soro e/ou bexigas em comparação com o grupo magro. Camundongos ob/ob apresentaram disfunção miccional (ensaio do papel de filtro). O tratamento com ALT-711 reduziu significativamente os níveis de MGO, AGEs, RAGE e conteúdo de colágeno em camundongos ob/ob, mostrando que a quebra dos AGEs e diminuição do MGO está implicada na DBD do animal ob/ob. Os níveis aumentados de MGO no soro e consequentemente de AGEs levam ao aumento da expressão de RAGE na bexiga, evidenciando um importante papel do eixo MGO > AGEs >RAGE na disfunção vesical. Fármacos eliminadores de MGO e AGEs são importantes estratégias para melhorar/minimizar a disfunção vesical causada pela ativação desse eixo
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Abstract: Diabetes Mellitus (DM) is a metabolic disorder associated with high blood glucose levels. DM leads to several complications, including voiding dysfunction, referred to as diabetic bladder dysfunction (DBD) or diabetic cystopathy, a condition present in more than 50% of patients diagnosed...
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Abstract: Diabetes Mellitus (DM) is a metabolic disorder associated with high blood glucose levels. DM leads to several complications, including voiding dysfunction, referred to as diabetic bladder dysfunction (DBD) or diabetic cystopathy, a condition present in more than 50% of patients diagnosed with DM, in chronic and therapeutically uncontrolled states. Voiding changes consist of different clinical manifestations, ranging from hyperactivity to hypoactivity of the detrusor smooth muscle. During states of hyperglycemia, there is an increase in the levels of dicarbonyl compounds, such as methylglyoxal (MGO), and an increase in the generation of advanced glycation end products (AGEs), which are formed by the non-enzymatic binding (glycation) of the dicarbonyl compound to proteins, leading to their loss of function. AGEs interact with their receptor (RAGE), triggering a cascade of intracellular events, including increased generation of reactive oxygen species (ROS) and activation of the Rho-kinase system, which may be implicated in the genesis of DBD. Glycation by MGO in extracellular matrix proteins, such as collagen, causes blood vessel stiffness and tissue remodeling, and similar mechanisms may be implicated in changes in detrusor contractility in DM. In the first part of the work, we investigated the effects of chronic administration of MGO (at a concentration of 0.5%, for 12 weeks) in healthy mice, male and female, of the C57BL6 lineage, treated or not with metformin (300 mg/kg, 2 weeks). Our hypothesis is that the pathophysiology of DBD is related to increased serum MGO levels and subsequent activation of the AGEs-RAGE axis in the bladder wall. Our objectives were to characterize the effects of MGO on morphological, molecular and functional changes in the bladder. To this end, we performed tests to evaluate voiding function in vivo (filter paper test in awake animals and filling cystometry in anesthetized animals), as well as detrusor contractility in vitro. We evaluated changes in the MGO-AGE-RAGE axis through molecular studies (ELISA, Western blotting, RT-PCR and immunohistochemistry) in the animals' serum and bladder. We also sought to investigate the participation of the transient receptor potential ion channel (TRPA1) in the bladder changes produced by the activation of the MGO-AGE-RAGE axis and generation of ROS and activation of Rho-kinase. Serum MGO accumulation elevated AGE levels and activated RAGE-ROS signaling, leading to Rho-kinase-induced muscle sensitization and detrusor hyperactivity. Activation of TRPA1 in the urothelium by MGO caused overactive bladder. Treatment of animals with metformin reduced MGO and AGE levels, as well as histological and functional changes in the bladder in animals treated with MGO, suggesting that the improvement of voiding dysfunction by metformin depends on its ability to eliminate MGO, preventing its accumulation. in the blood. Subsequently, we studied bladder dysfunction in diabetic and obese mice genetically deficient in leptin (ob/ob), and the participation of the MGO-AGE-RAGE axis using alagebrium chloride (ALT-711; AGE "inhibitor"). In ob/ob animals, both males and females, we detected significantly elevated levels of MGO, total AGEs, fluorescent AGEs (FAGEs), hydroimidazolone (MG-H1) and collagen in serum and/or bladders compared to the lean group. ob/ob mice showed voiding dysfunction (filter paper assay). ALT-711 treatment significantly reduced the levels of MGO, AGEs, RAGE and collagen content in ob/ob mice, showing that the breakdown of AGEs and decrease in MGO is implicated in the DBD of the ob/ob animal. Increased levels of MGO in the serum and consequently of AGEs lead to increased expression of RAGE in the bladder, highlighting an important role of the MGO > AGEs > RAGE axis in bladder dysfunction. Drugs that eliminate MGO and AGEs are important strategies to improve/minimize bladder dysfunction caused by the activation of this axis
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Antunes, Edson, 1960-
Orientador
Calmasini, Fabiano Beraldi, 1983-
Avaliador
Victorio, Jamaira Aparecida, 1987-
Avaliador
Tirapelli, Carlos Renato
Avaliador
Gaspar, Renato Simões
Avaliador
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