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Please use this identifier to cite or link to this item: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/6671
Document type: Dissertação
Title: Efeito da cafeína e dos receptores de adenosina na inflamação induzida por cobre em larvas de zebrafish (Danio rerio)
Author: Cruz, Fernanda Fernandes 
Advisor: Morrone, Fernanda Bueno
Abstract (native): O zebrafish (Danio rerio) é um peixe ósseo originário do Paquistão e da Índia com características anatômicas e fisiológicas homólogas aos organismos mais desenvolvidos. Possui o seu genoma mapeado, com homologia ao genoma humano, o que sugere que diversos genes envolvidos em doenças humanas podem ser coincidentes ao do genoma do zebrafish. O cobre é um metal pesado que está envolvido na produção de espécies reativas de oxigênio, responsáveis pela peroxidação de lípidios nas membranas, oxidação direta de proteínas, e clivagem de moléculas de DNA e RNA. Purinas (ATP, ADP e adenosina) e pirimidinas (UTP e UDP) extracelulares podem atuar como moléculas sinalizadoras endógenas exercendo diferentes efeitos fisiológicos. Para tais ligantes, existem duas famílias de receptores purinérgicos: receptores de adenosina ou P1 (P1R), e receptores P2 (P2R). Os P1R têm como ligante endógeno a adenosina, e são uma família de receptores metabotrópicos, acoplados à proteína G, e se dividem nos subtipos A1, A2A, A2B e A3. A sinalização mediada pela adenosina está envolvida em importantes funções fisiológicas, como a modulação da liberação de neurotransmissores, plasticidade sináptica, neuroproteção em eventos isquêmicos, hipóxia e estresse oxidativo. Estudos sugerem que substâncias que interferem na sinalização adenosinérgica na hipóxia podem enfraquecer os mecanismos protetores, resultando no aumento da resposta inflamatória. A cafeína (1,3,7 – trimetilxantina) é a substância psicoativa mais consumida no mundo e é um antagonista não seletivo dos receptores de adenosina. Este trabalho teve como objetivo avaliar o efeito da cafeína na inflamação induzida por cobre em larvas de zebrafish. Os animais foram tratados com cobre na concentração de 10 μM e com outras 3 concentrações diferentes de cafeína (100 μM, 500 μM e 1 mM). Foi observado, que altas concentrações (500 μM e 1 mM) de cafeína juntamente com o cobre provocaram um aumento significativo na mortalidade das larvas ao final de 24 horas de tratamento. Para os experimentos seguintes, foram escolhidos os tempos 4 e 24 horas e a concentração de 500 μM de cafeína e 10 μM de cobre. Em 4 horas de tratamento, a cafeína foi capaz de alterar os parâmetros de comportamento avaliados. Foi demonstrado que tanto o cobre quanto a cafeína, podem exercer um efeito ansiogênico nas larvas de zebrafish após 24 horas. Para a avaliação do perfil inflamatório, foram escolhidos os marcadores de inflamação PGE2, COX-2, TNF, IL-6 e IL-10. Foi mostrado que em 4 horas de exposição há um aumento dos níveis de PGE2 nos grupos tratados com cobre e cafeína, mostrando um efeito aditivo da cafeína em relação à inflamação induzida por cobre. A expressão gênica de TNF, bem como a de COX-2 foi aumentada pelo tratamento com cobre, porém, nos tratamentos com cafeína houve uma diminuição da expressão gênica de COX-2. Em 24 horas de tratamento, a cafeína induziu um aumento na expressão de COX-2, TNF, IL-6 e diminuição de IL-10. Os tratamentos com cobre e cafeína aumentaram a expressão dos 4 subtipos de receptores de adenosina principalmente após 4 horas de exposição. Isso pode ser devido ao bloqueio dos receptores pela cafeína e por uma medida fisiológica de defesa em resposta à inflamação induzida pelo cobre, visto que a adenosina, de uma forma geral, exerce um efeito anti-inflamatório. Embora a cafeína tenha induzido uma diminuição significativa da sobrevida dos animais, quando adicionada ao tratamento com cobre, nos marcadores inflamatórios e nos parâmetros comportamentais estudados, não houve um efeito aditivo da cafeína na inflamação induzida pelo cobre. Nossos resultados sugerem que a cafeína por si só é capaz de exercer uma ação inflamatória e ansiogênica em larvas de zebrafish nos tempos e concentrações estudados.
Abstract (english): Zebrafish (Danio rerio) is a bony fish originated in Pakistan and India with anatomical and physiological characteristics and its genome is homologous to the more developed organisms, which suggests that many genes involved in human diseases can be coincident to the zebrafish genome. Copper is a heavy metal involved in formation of ROS, responsible for the lipid peroxidation in the membrane, direct protein oxidation and cleavage of DNA and RNA molecules. Purines (ATP, ADP and adenosine) and pyrimidine (UTP and UDP) can act as extracellular signaling molecules, exerting different physiological effects when binding to purninergic receptors. There are two families of purinergic receptors: adenosine receptors or P1 (P1R), and P2 receptor (P2R). The P1R are a family of G protein-coupled receptors and are divided inA1, A2A, A2B, and A3 subtypes. Adenosine is the major ligand for P1R, and is involved in important physiological functions such as modulation of neurotransmitter release, synaptic plasticity, neuroprotection to ischemic events, hypoxia and oxidative stress. Studies suggest that drugs that interfere in adenosine signaling may weaken the protective mechanisms and lead to an exacerbation of the inflammatory response. Caffeine is the most widely consumed psychoactive substance in the world and is a nonselective antagonist of adenosine receptors. This study aimed to evaluate the effect of caffeine in copper-induced inflammation in zebrafish larvae. The animals were treated with copper at a concentration of 10 μM and three different concentrations of caffeine (100 μM, 500 μM e 1 mM) to determine the survival rate and to define timepoints and concentrations for the following experiments. It was observed that high concentrations of caffeine combined with copper caused a significant decrease of larvae survival after 24 h of treatment. For the following experiments, we chose 4 and 24 h of exposure, 500 μM caffeine and 10 μM copper concentrations. After 4 h of treatment, caffeine was able to change the behavior parameters. It was shown that both copper and caffeine might have an anxiogenic effect on zebrafish larvae after 24 h exposure. For the evaluation of inflammatory profile, inflammation markers PGE2, COX-2, TNF, IL-6 and IL-10 were chosen. In 4 hours of exposure, PGE2 levels are increased in groups treated with copper and caffeine. Caffeine showed an additive effect on the PGE2 release. The gene expression of TNF, as well as COX-2 was increased by copper treatment, however, in treatments with caffeine there was a reduction of COX-2 gene expression. In 24 h of treatment, caffeine induced an increase in COX-2, TNF, IL-6 and decrease IL-10 expression. The treatment with copper and caffeine combined increased the expression of the four adenosine receptor subtypes, especially after 4 h of exposure. This may be a result of receptors blockade by caffeine, or a physiological response to inflammation induced by copper, since adenosine, in general, exerts an anti-inflammatory effect. Although caffeine markedly decreased animal survival when combined to copper, caffeine did not potentiate the inflammatory and behavioral effects induced by copper. Our results suggest that caffeine alone is able to exert inflammatory and anxiogenic actions in zebrafish larvae at the timepoints and concentrations assessed.
Keywords: CAFEÍNA
INFLAMAÇÃO
COBRE
ADENOSINA
FARMACOLOGIA
BIOLOGIA MOLECULAR
BIOQUÍMICA
CNPQ Knowledge Areas: CIENCIAS DA SAUDE::MEDICINA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Institution Acronym: PUCRS
Department: Faculdade de Medicina
Program: Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde
Access type: Acesso Aberto
URI: http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/6671
Issue Date: 22-Feb-2016
Appears in Collections:Programa de Pós-Graduação em Medicina e Ciências da Saúde

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