Orientador: Lília Freire Rodrigues de Souza

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas

Resumo: A epilepsia do lobo temporal associada à esclerose hipocampal [ELT(EH)] é o tipo mais comum de epilepsia focal que causa crises refratárias. A morte neuronal na EH pode ser desencadeada por danos excitotóxicos e citocinas específicas. Pesquisas em modelos experimentais de crises convulsivas...

Resumo: A epilepsia do lobo temporal associada à esclerose hipocampal [ELT(EH)] é o tipo mais comum de epilepsia focal que causa crises refratárias. A morte neuronal na EH pode ser desencadeada por danos excitotóxicos e citocinas específicas. Pesquisas em modelos experimentais de crises convulsivas ressaltaram a citocina pleiotrópica fator de necrose tumoral (TNF) como um importante efetor/mediador de neuroinflamação e morte celular. Além disso, esses modelos sugeriram que o TNF possa ter uma ação dicotômica por meio de seus dois receptores: ativação da morte celular programada (via TNFRSF1A) ou atuação na sobrevivência celular (via TNFRSF1B), através do fator nuclear kappa B (NFkB). Klotho (KL), originalmente identificada como uma proteína antienvelhecimento, tem se destacado como um importante hormônio regulador de cálcio e fósforo. Sua função cerebral é desconhecida; porém, camundongos knockout para Kl apresentam características que remetem ao envelhecimento humano, com neurodegeneração e redução de sinapses no hipocampo. Em modelos de doença renal crônica e colite, foi comprovado que o TNF inibe KL através do NFkB. Nosso objetivo é identificar alvos críticos na epileptogênese e na fisiopatologia molecular da ELT(EH). Avaliamos a expressão relativa do RNAm de cinco genes-alvo: TNF, TNFRSF1A, TNFRSF1B, NFKB1 e KL. A expressão gênica foi avaliada em amostras de tecido hipocampal de 14 pacientes com ELT(EH) e comparadas com cinco amostras de controles post mortem. Além disso, ambos os receptores do TNF foram analisados nas amostras hipocampais por imuno-histoquímica. Todos os cinco genes avaliados apresentaram expressão significantemente alterada nos pacientes com ELT(EH) (P<0,05). A expressão de ambos os receptores foi constatada nos tecidos dos pacientes. Este é o primeiro estudo a relacionar KL e epilepsia. Nossos dados reforçam o componente inflamatório da EH e sugerem que o TNF possa inibir a expressão de KL no hipocampo dos pacientes. A repressão de KL abre novas frentes de pesquisa que podem contribuir para a compreensão da complexa fisiopatologia da ELT(EH). Além disso, uma vez que TNF, TNFRSF1A e NFKB1 são protagonistas na via extrínseca da apoptose, concluímos que a sinalização do TNF participe criticamente da neurodegeneração hipocampal associada à ELT. Existem controvérsias sobre o papel do TNFRSF1B. Sua ativação pode estar relacionada a mecanismos de sobrevivência, hipótese corroborada pela concomitante hiperexpressão de NFKB1; todavia, já foi demonstrado que o TNFRSF1B pode reforçar a ação do TNFRSF1A. Apresentamos evidências de que KL e a sinalização do TNF constituem um importante eixo para estudos farmacológicos, especialmente em relação aos benefícios de uma terapia anti-inflamatória nesses pacientes

Abstract: Temporal lobe epilepsy associated with hippocampal sclerosis [TLE(HS)] is the most common form of focal epilepsy that causes refractory seizures. Neuronal death in HS can be triggered by excitotoxic damage and specific cytokines. Previous research in seizure models indicates that the...

Abstract: Temporal lobe epilepsy associated with hippocampal sclerosis [TLE(HS)] is the most common form of focal epilepsy that causes refractory seizures. Neuronal death in HS can be triggered by excitotoxic damage and specific cytokines. Previous research in seizure models indicates that the pleiotropic cytokine tumor necrosis factor (TNF) as an important effector/mediator of neuroinflammation and cell death. Through its two receptors, TNF can play a dichotomous role in animal seizures: programmed cell death activation (via TNFRSF1A) or cell survival actuation (via TNFRSF1B), through the nuclear factor kappa B (NFkB) activation. Klotho (KL), originally identified as an antiaging protein, is emerging as an important calciophosphoregulatory hormone. Its cerebral function is unclear; however, the Kl knockout mouse exhibits a phenotype resembling human aging presenting neural degeneration and a reduction of synapses in the hippocampus. Studies have demonstrated that TNF downregulates KL through NFkB in animal models of chronic kidney disease and colitis. Our aim is to identify critical targets in epileptogenesis to clarify the molecular pathophysiology in TLE(HS). We evaluated the relative mRNA expression of five target genes: TNF, TNFRSF1A, TNFRSF1B, NFKB1 and KL. Gene expression was performed in resected hippocampal tissue samples from 14 TLE(HS) patients and compared to five post mortem controls. Moreover, an immunohistochemistry assay was done to verify the activation of both TNF receptors in patient and control tissues. We found that all target genes were differentially regulated in the TLE(HS) patients (P<0.05). Both TNF receptors were clearly activated in patient's tissues. This is the first study relating KL to epilepsy. Our data corroborates the prominent role of inflammation in HS and suggests that TNF might affect KL expression in hippocampus. As a multifunctional protein, KL downregulation in TLE(HS) patients opens several possible avenues of research that will help us to understand the complex pathophysiology in HS. Furthermore, since TNF, TNFRSF1A and NFKB1 are key factors in the death receptor signaling canonical pathway, we conclude that TNF signaling plays a crucial role in TLE hippocampal neurodegeneration. There is still some controversy on TNFRSF1B role. Its augmentation could be related to a survival mechanism because the concomitant NFKB1 upregulation; however, it has already been demonstrated that TNFRSF1B may reinforce TNFRSF1A action. Our evidence reveals KL and the TNF pathway as an important axis for pharmacological studies regarding the benefits of an anti-inflammatory therapy in these patients