Estudo de mecanismos envolvidos na neurofisiopatologia da deficiência da sulfito oxidase em ratos neonatos e jovens

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Glänzel, Nícolas Manzke
• Orientador(a): Leipnitz, Guilhian
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Sulfito oxidase : Deficiência; Tiossulfatos; Encéfalo; Sulfitos
• Palavras-chave em Inglês: Sulfite oxidase deficiency; Sulfite; Thiosulphate; Brain; JP4-039
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/258756

A deficiência da sulfito oxidase (SO) é uma condição de caráter autossômico recessivo que pode ser encontrada em duas formas: deficiência isolada da SO e deficiência do cofator molibdênio. A deficiência isolada da SO ocorre devido a mutações no gene SUOX, responsável por codificar a apoenzima da SO propriamente dita, levando à diminuição ou ausência de atividade, e posterior degradação da enzima. Já a segunda forma é causada pela deficiência na atividade de alguma das enzimas que participam da rota de biossíntese do cofator molibdênio. Visto que a enzima SO é responsável pela oxidação de sulfito a sulfato, ambas as formas são caracterizadas pelo acúmulo tecidual de sulfito e tiossulfato. Além disso, são clinicamente caracterizadas por convulsões neonatais graves, disfunção neurológica progressiva, hipotonia axial, hipertonicidade periférica e atraso no desenvolvimento psicomotor, o que comumente resulta em morte prematura. Considerando que a fisiopatologia do dano neurológico observado na deficiência da SO não está totalmente estabelecida, no primeiro capítulo desta tese foram investigados os efeitos in vivo do sulfito em estriado de ratos jovens sobre defesas antioxidantes, atividade da creatina cinase (CK), via das MAPK, e marcadores de apoptose. Também foi avaliada a influência do sequestrador de espécies reativas direcionado à mitocôndria JP4-039 sobre os efeitos tóxicos do sulfito. Para isso, ratos de 30 dias de vida receberam uma única dose intraestriatal de sulfito (Na2SO3; 2μmol; grupo teste) ou NaCl (2μmol; grupo controle), sendo eutanasiados 30 min após a injeção. Em outros grupos, os ratos receberam duas injeções intraperitoneais de JP4-039 (uma injeção de 3,5μg/g e outra de 5μg/g ou duas injeções de 5 μg/g), 24 e 2 horas antes da administração de sulfito ou NaCl. Após a eutanásia, o estriado foi removido e homogeneizado para as análises. O sulfito diminuiu as concentrações de glutationa reduzida (GSH) e as atividades das enzimas glutationa peroxidase (GPx), glucose-6-fosfato desidrogenase (G6PDH), glutationa redutase (GR), glutationa S-transferase (GST) e CK no estriado de ratos. O sulfito ainda aumentou o conteúdo proteico das enzimas superóxido dismutase-1 (SOD1) e catalase (CAT) e diminuiu o conteúdo da heme oxigenase-1 (HO1). Além disso, o sulfito diminuiu a fosforilação da p38 e aumentou a da ERK 1/2, não tendo efeito sobre a fosforilação da JNK. Em relação à sinalização de apoptose, o sulfito aumentou o conteúdo proteico da GSK-3β e da caspase-3 clivada. Por outro lado, o conteúdo da caspase- 9, Bcl-xL e α-sinucleína não foi alterado. O pré-tratamento com o JP4-039 preveniu a diminuição da atividade das enzimas antioxidantes e da CK. O JP4-039 também preveniu as alterações no conteúdo proteico da SOD1, CAT, HO1 e GSK-3β, assim como na fosforilação da p38 e ERK 1/2 e conteúdo da caspase-3. No segundo capítulo desta tese, investigamos os efeitos do tiossulfato, outro metabólito acumulado nas doenças com deficiência da SO, sobre parâmetros de homeostase redox e metabolismo energético em córtex cerebral e cerebelo de ratos neonatos. Para isso, ratos Wistar de 1 dia receberam, através de injeção intracerebroventricular, tiossulfato (0,5 μmol/g) ou PBS (veículo), sendo eutanasiados 30 minutos após a administração. Em córtex, o tiossulfato diminuiu as concentrações de GSH e a atividade das enzimas SOD, GST e CAT. Além disso, o metabólito aumentou a oxidação de DCFH. Em relação aos parâmetros de metabolismo energético, o tiossulfato reduziu a atividade do complexo II da cadeia transportadora de elétrons. Já em cerebelo, o tiossulfato, reduziu a atividade da enzima SOD e aumentou a atividade das enzimas GST e CAT. Além disso, aumentou o conteúdo de sulfidrilas e, assim como em córtex, de oxidação de DCFH. O tiossulfato também causou redução da atividade da enzima CK em cerebelo. Desta forma, pode ser presumido que o acúmulo tanto de sulfito como de tiossulfato tem importante papel na fisiopatologia da deficiência da SO uma vez que altas concentrações destes metabólitos induzem estresse oxidativo e disfunção energética além de, no caso do sulfito, causar morte celular. Ainda, foi visto que o JP4-039 pode ser uma importante alternativa terapêutica para melhorar o prognóstico dos pacientes portadores desse distúrbio.