Efeito da indução autofágica em um modelo animal de disfunção cognitiva induzida pela sobrecarga de ferro no período neonatal

Abstract

No trabalho desenvolvido na presente dissertação buscou-se determinar se a rapamicina, uma indutora autofágica que age através da inibição da via MTOR, exerce atividade neuroprotetora no modelo de disfunção cognitiva induzida pela sobrecarga neonatal de ferro, sendo capaz de melhorar a memória. Há estudos demonstrando que a rapamicina é capaz de amenizar o acúmulo de agregados proteicos tóxicos observados nas doenças neurodegenerativas, diminuir a morte celular e os sintomas cognitivos relacionados a essas desordens. A autofagia é um evento de autodigestão celular e remoção de componentes em condições fisiológicas e também patológicas. No contexto da neurodegeneração, é importante para a célula um alto e refinado controle da regulação autofágica, para que a remoção de depósitos protéicos possa ser efetuada corretamente. Ainda, já está bem elucidado que a sobrecarga de ferro neonatal está relacionada a diversos déficits cognitivos, e que o depósito desse metal ocorre seletiva e progressivamente com a idade, podendo representar um importante fator de risco para o desenvolvimento da neurodegeneração em seres humanos.Ratos machos receberam veículo ou ferro carbonila (30mg/kg) do 12º ao 14º dia pós-natal. Na idade adulta, foram tratados com veículo ou Rapamicina na dose de 0,25 mg/kg durante 14 dias e testados na tarefa de memória de esquiva inibitória. Os resultados indicaram que a rapamicina conseguiu reverter os déficits cognitivos de ratos Wistar tratados com sobrecarga de ferro no período neonatal. Após a realização da tarefa comportamental os animais foram eutanasiados e os níveis de proteínas criticamente envolvidas na via da autofagia foram quantificados através de Western blotting no hipocampo. A quantificação das proteínas foi realizada através da medida das densidades das bandas individuais, normalizadas pela densidade de β-actina. Os resultados da análise protéica indicaram que o tratamento com ferro no período neonatal induziu redução dos níveis de Beclina 1 e LC3 no hipocampo. O tratamento crônico com rapamicina restaurou a expressão proteica de LC3 no hipocampo. Os resultados sugerem que a sobrecarga de ferro prejudica o processo autofágico. A reversão dos efeitos cognitivos e moleculares pela rapamicina indica o seu potencial efeito neuroprotetor.

The aim of the present study was to determine whether rapamycin, an autophagic inducer acting through the inhibition of the mTOR pathway, exerts neuroprotective activity in the cognitive dysfunction model induced by neonatal iron overload, and is able to improve memory. There are studies demonstrating that rapamycin is able to ameliorate the accumulation of toxic protein aggregates observed in neurodegenerative diseases, decrease cell death and cognitive symptoms related to these disorders. Autophagy is an event of cellular autodigestion and removal of components under physiological and pathological conditions. In the context of neurodegeneration, it is important for cell a high and refined control of autophagic regulation, so that the removal of protein deposits can be performed correctly. Moreover, it is already well understood that neonatal iron overload is related to several cognitive deficits, and the deposition of this metal occurs selectively and progressively with age, and may represent an important risk factor for the development of neurodegeneration in humans.Male Wistar rats received a single daily oral dose of vehicle or iron carbonyl (30 mg/kg) at postnatal days 12–14. At the age of 4 months, they received daily intraperitoneal injections of vehicle or rapamycin (0.25 mg/kg) for 14 days. The results showed that iron given in the neonatal period impaired inhibitory avoidance memory and induced a decrease in proteins critically involved in the autophagy pathway, Beclin 1 and LC3, in the hippocampus. Rapamycin in the adulthood reversed iron-induced memory deficits and recovered LC3 levels in iron treated rats. Our results suggest that iron accumulation, as observed in neurodegenerative disorders hinders autophagy, which might play a role in iron-induced neurotoxicity. Rapamycin, by inducing authophagy, was able to ameliorate iron-induced cognitive impairments. These findings support the use of rapamycin as a potential neuroprotective treatment of cognitive decline associated to neurodegenerative disorders.