Efeitos do lítio sobre a expressão e atividade das enzimas Fosfolipase A2 e glicogênio sintase quinase 3B e sua relação com o estado de fosforilação da proteína Tau

• Processo: 11/19892-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2012
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2015
• Área de conhecimento: Ciências da Saúde - Medicina - Psiquiatria
• Pesquisador responsável: Orestes Vicente Forlenza
• Beneficiário: Vanessa de Jesus Rodrigues de Paula
• Instituição Sede: Instituto de Psiquiatria Doutor Antonio Carlos Pacheco e Silva (IPq). Hospital das Clínicas da Faculdade de Medicina da USP (HCFMUSP). Secretaria da Saúde (São Paulo - Estado). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 09/52825-8 - Neurobiologia da doença de Alzheimer: marcadores de risco, prognóstico e resposta terapêutica, AP.TEM
• Assunto(s): Lítio Doença de Alzheimer Fosfolipases A2 Glicogênio sintase
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: cultura de neurônios | Glicogênio Sintase Kinase 3 B | Lítio | Phospolipase A2 | proteina kinase | proteína Tau | Biologia Celular e Molecular

Resumo

A ação terapêutica do lítio se dá, em parte, pela inibição da resposta glutamatérgica via receptores N-metil-d-aspartato (NMDA). A ligação do glutamato ou do NMDA a estes receptores na membrana sináptica permite o influxo de cálcio e a subseqüente ativação de enzimas dependentes desse cátion, tais como a cálcio-calmodulina proteinoquinase II (CaMKII), PKC, fosfolipase C gama e alguns subtipos de PLA2. A exposição de neurônios de diferentes regiões cerebrais ao NMDA leva à ativação da PLA2 citosólica (cPLA2), mediante influxo de cálcio em concentrações micromolares. O principal produto da clivagem da fosfatidilcolina pela cPLA2 é o ácido araquidônico (AA), um importante segundo-mensageiro da sinalização celular. O AA regula a condutância de canais iônicos, a liberação de neurotransmissores, a fosforilação de substratos pela ação de cinases e a síntese de fatores transcricionais, com efeitos sobre a polarização neuronal, a plasticidade sináptica e a potenciação de longo termo (LTP). O lítio inibe a atividade e a expressão cPLA2, sendo este último efeito observado no nível transcricional (redução do mRNA) e na concentração protéica. Outros subtipos de PLA2, como a PLA2 secretória (sPLA2) e a PLA2 citosólica independente de cálcio (iPLA2) não são afetados pelo lítio. O lítio inibe a PKC cálcio-dependente, reduzindo a expressão da AP-2 (activating protein-2), que por sua vez regula a transcrição de cPLA2. Se, por um lado, a inibição da cPLA2 pelo lítio é consistente com sua ação terapêutica nos transtornos do humor, esse efeito pode dificultar a formação e a consolidação da memória, que são processos dependentes da integridade dessa via metabólica e da liberação do AA. Além disso, ao inibir a cPLA2, o lítio pode, em tese, exacerbar o déficit na atividade dessa enzima que já é observado em pacientes com DA. A glicogênio sintase-quinase 3² (GSK3²) é outra importante enzima neuronal cuja atividade é inibida pelo lítio. Resultados do nosso grupo demonstraram que esse efeito se dá também no nível transcricional, reduzindo a expressão do mRNA que codifica a síntese da enzima. A GSK3² exerce importantes funções na homeostase cerebral, regulando a síntese de glicogênio sob influência da cascata insulínica, a remodelagem do citoesqueleto (plasticidade sináptica, neurogênese e fosforilação da Tau) e a resposta neuronal à injúria (apoptose e regulação gênica). Estudos recentes mostraram o envolvimento dessa enzima na fisiopatologia de alguns transtornos neuropsiquiátricos, tais como a DA, a esquizofrenia e os transtornos do humor. No transtorno afetivo bipolar, a inibição indireta da GSK3² pelo lítio, que leva à fosforilação dos resíduos Ser9 (pGSK3²), mostrou-se associada à resposta terapêutica. Na DA, onde a hiperatividade da GSK3² contribui para produção do A² e para a hiperfosforilação da Tau, a inibição dessa enzima pelo lítio é tida como uma perspectiva terapêutica capaz de atenuar a amiloidogênese e as alterações do citoesqueleto. Contudo, observamos que a ação do lítio pode resultar em respostas aparentemente antagônicas nas duas enzimas, se considerarmos as cascatas fisiopatológicas da DA. Por isso é necessário esclarecer-se o efeito diferenciado do lítio nos diferentes subtipos da PLA2, para então discutir-se suas implicações em processos inflamatórios e neurodegenerativos. O trabalho tem como objetivo Investigar os efeitos do lítio sobre a atividade da GSK3² e dos subtipos da PLA2 em culturas primárias de neurônios corticais e hipocampais. Estabelecer curvas de dose-resposta e tempo de tratamento para os efeitos inibitórios esperados sobre as enzimas acima. Investigar efeitos downstream do tratamento de culturas neuronais com lítio, determinando-se as concentrações de ácido araquidônico, neurotrofinas (BDNF, NGF) e citocinas inflamatórias (IL-1 e IL-6), proteínas kinases (PKA, AKT, CAMKII, PKC), tau phosphorylation (Ser 199, Ser 393, Ser 214, Ser 202, C terminal) e analises dessas amostras por microarray. (AU)

Publicações científicas

(6)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DE-PAULA, VANESSA DE JESUS; KERR, DANIEL SHIKANAI; FABIANO DE CARVALHO, MARILIA PALMA; SCHAEFFER, EVELIN LISETE; TALIB, LEDA LEME; GATTAZ, WAGNER FARID; FORLENZA, ORESTES VICENTE. Long-Term Lithium Treatment Increases cPLA(2) and iPLA(2) Activity in Cultured Cortical and Hippocampal Neurons. Molecules, v. 20, n. 11, p. 19878-19885, NOV 2015. (11/19892-3, 09/52825-8)

LANE VALIENGO, LEANDRO DA COSTA; STELLA, FLORINDO; FORLENZA, ORESTES VICENTE. Mood disorders in the elderly: prevalence, functional impact, and management challenges. NEUROPSYCHIATRIC DISEASE AND TREATMENT, v. 12, p. 2105-2114, 2016. (11/19892-3)

DE-PAULA, VANESSA J.; KERR, DANIEL S.; SCOLA, GUSTAVO; GATTAZ, WAGNER F.; FORLENZA, ORESTES V.. Lithium Distinctly Modulates the Secretion of Pro- and Anti-Inflammatory Interleukins in Co-Cultures of Neurons and Glial Cells at Therapeutic and Sub-Therapeutic Concentrations. Current Alzheimer Research, v. 13, n. 8, p. 848-852, 2016. (13/01352-8, 11/19892-3, 02/13633-7)

DE-PAULA, VANESSA J.; DOS SANTOS, CARLA CRISTINE C.; LUQUE, MARIA CAROLINA A.; ALI, TACCYANA M.; KALIL, JORGE E.; FORLENZA, ORESTES V.; CUNHA-NETO, EDECIO. Acute and chronic lithium treatment increases Wnt/beta-catenin transcripts in cortical and hippocampal tissue at therapeutic concentrations in mice. METABOLIC BRAIN DISEASE, v. 36, n. 1, NOV 2020. (14/50890-5, 11/19892-3, 09/52825-8, 16/01302-9)

ROCHA, NICOLE KEMBERLY R.; THEMOTEO, RAFAEL; BRENTANI, HELENA; FORLENZA, ORESTES V.; DE PAULA, VANESSA DE JESUS RODRIGUES. Neuronal-Glial Interaction in a Triple-Transgenic Mouse Model of Alzheimer's Disease: Gene Ontology and Lithium Pathways. FRONTIERS IN NEUROSCIENCE, v. 14, DEC 1 2020. (17/14418-8, 11/19892-3, 16/01302-9, 09/52825-8, 18/08621-8, 14/50873-3)

DE-PAULA, VANESSA J.; GATTAZ, WAGNER F.; FORLENZA, ORESTES V.. Long-term lithium treatment increases intracellular and extracellular brain-derived neurotrophic factor (BDNF) in cortical and hippocampal neurons at subtherapeutic concentrations. BIPOLAR DISORDERS, v. 18, n. 8, p. 692-695, DEC 2016. (09/52825-8, 11/19892-3, 16/01302-9)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

PAULA, Vanessa de Jesus Rodrigues de. Efeitos do lítio sobre a expressão e atividade das enzimas fosfolipase A2 e glicogênio sintase quinase 3beta e sua relação com o estado de fosforilação da proteína tau. 2015. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Medicina (FM/SBD) São Paulo.