Efeitos da exposição a indutores de crises epilépticas sobre a bioenergética mitocondrial

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Rech, Giovana
• Orientador(a): Oliveira, Diogo Losch de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Epilepsia; Convulsões; Mitocôndrias; Metabolismo energético; Encéfalo; Pentilenotetrazol
• Palavras-chave em Inglês: Zebrafish; Mouse; Brain; Mitochondria; Bioenergetics
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/231936

As epilepsias afetam aproximadamente 1% da população mundial, sendo que 80% dos pacientes habitam países subdesenvolvidos ou em desenvolvimento e de 20 a 30% ou não tem acesso ou não respondem aos tratamentos disponíveis. As epilepsias causam grande prejuízo à qualidade de vida dos pacientes pelos sintomas associados e os problemas acometem também familiares e cuidadores visto que essas doenças ainda são muito estigmatizadas. Embora as etiologias das epilepsias sejam conhecidas em sua maioria, algumas causas desconhecidas desencadeiam episódios de crises epilépticas. O metabolismo encefálico de forma geral é investigado para esclarecimento da fisiopatologia de várias doenças neurodegenerativas, mais especificamente a função e/ou disfunção mitocondrial vem tendo muito mais atenção da comunidade científica. A disfunção mitocondrial é apontada como um fator de risco em alguns tipos de epilepsias genéticas, mas em casos de epilepsias adquiridas o seu papel permanece elusivo. Técnicas sofisticadas como a respirometria de alta resolução são empregadas e aprimoradas constantemente para a avaliação da função mitocondrial. Nesse contexto, avaliamos por meio de diferentes estratégias investigativas o efeito de indutores de crises epilépticas em modelos animais (peixe-zebra e camundongos) sobre a função mitocondrial. As questões deste estudo são: i) Os indutores de crises promovem danos mitocôndrias durante e após as crises epilépticas? ii) O pentilenotetrazol possui algum outro efeito sobre mitocôndrias além do estresse oxidativo já demonstrado? Os resultados observados mostram que o efeito agudo de pentilenotetrazol in vitro quando adicionado ao meio contendo células intactas e dissociadas de tecido encefálico de peixe-zebra aumenta a eficiência de acoplamento (p/O2), o que pode indicar uma hidrólise aumentada de ATP neuronal. Também observamos aumento na capacidade de reserva no grupo status epilepticus induzido por ácido caínico in vivo, o que pode estar relacionado à capacidade mitocondrial de responder a um aumento na demanda de energia, especialmente em neurônios. Além disso, buscamos entender o papel das variações da concentração Ca2+ empregando concentrações de 500nm (repouso) e 5μM (ativação) em homogeneizado de tecido encefálico de peixe-zebra adulto. Nós observamos que a bioenergética mitocondrial é prejudicada de forma concentração-dependente, o estado 3, estado 4 e o desacoplamento são diminuídos pela presença de ambas concentrações de Ca2+, corroborando com a diminuição do controle respiratório, indicativo de integridade mitocondrial. No entanto, o entendimento do papel do Ca2+ no metabolismo encefálico e na bioenergética permanece como perspectiva deste trabalho. Após, realizamos o isolamento de mitocôndrias a partir de fígado e encéfalo de camundongos e observamos que as mesmas mitocôndrias são afetadas quando expostas diretamente ao pentilenotetrazol, especificamente o complexo I é inibido, independente de desidrogenases e transporte e por mecanismo diferente a inibição causada por rotenona. Inferimos que as mitocôndrias encefálicas são mais sensíveis ao pentilenotetrazol porque concentrações mais baixas foram capazes de diminuir a atividade do complexo I em comparação com as mitocôndrias hepáticas. Por fim, o presente trabalho traz evidências que sustentam o conceito de que crises epilépticas estão relacionadas com comprometimento de funções mitocondriais, o que de forma translacional pode indicar contribuição da disfunção mitocondrial para a condição clínica de pacientes diagnosticados com epilepsias adquiridas. Isto é, indica-se considerar o dano mitocondrial como parte da fisiopatologia de epilepsias adquiridas. Dessa forma, a prevenção e/ou o reparo do dano mitocondrial podem ser estratégias de prevenção e tratamento adicionados às diretrizes clínicas.