Publicação

The Adenosinergic System in the Context of Diabetic Retinopathy: From Alterations to Modulation

Detalhes bibliográficos
Resumo:	A retinopatia diabética é uma das complicações mais comuns da diabetes e a principal causa de cegueira em adultos. Os estádios iniciais da retinopatia diabética exibem características típicas de um ambiente excitotóxico e de inflamação crónica, como a libertação excessiva de glutamato, a ativação de microglias e a libertação de mediadores inflamatórios. A adenosina é um nucleósido de purina que é libertado em condições adversas e que pode ativar quatro tipos de recetores de adenosina (A1R, A2AR, A2BR e A3R). Todos estes recetores se encontram presentes na retina e a sua ativação regula tanto mecanismos de neurotransmissão, como processos inflamatórios. Estudos mostram que vários componentes do sistema adenosinérgico são afetados por condições diabéticas em vários tecidos e modelos animais mas, mesmo com algum progresso feito, a influência que as condições diabéticas exercem neste sistema na retina ainda é pouco compreendida. Devido a isto, um dos objetivos deste trabalho foi o de esclarecer os efeitos que a diabetes causa ao sistema adenosinérgico na retina. Usámos culturas primárias de células da retina expostas a glicose elevada, para mimetizar condições de hiperglicemia característica da diabetes, e ratos tornados diabéticos por aplicação de estreptozotocina (modelo de diabetes tipo 1), como modelos para estudar o efeito que estas condições exercem nos níveis de expressão de recetores de adenosina, de transportadores de nucleósidos e de enzimas chave na remoção de adenosina como ADA e AK. Para além disso, avaliámos os níveis de atividade das NTPDases e da 5’-NT, enzimas responsáveis pela cadeia de degradação de purinas, e também os níveis de adenosina em condições de alta glicose. Também explorámos uma ligação entre ADA e DPP4 quando a glicose se encontra elevada.Demonstrámos que a expressão dos recetores A1R, A2AR e A3R está alterada em células da retina quando expostas a elevada concentração de glicose, e também em retinas de ratos diabéticos. O transportador de nucleósidos equilibrativo 1 tem expressão aumentada em condições de alta glicose, enquanto que o transportador concentrativo 2 está elevado em retinas após quatro semanas de diabetes. As enzimas de remoção de adenosina apresentam expressão diminuída em retinas após quatro semanas de diabetes, ao passo que a atividade das NTPDases aumenta com glicose elevada, assim como aumentam os níveis de adenosina extracelular. De igual modo demonstrámos que DPP4 é capaz de influenciar não só a atividade da ADA, como os níveis proteicos desta enzima, um efeito apenas parcialmente bloqueado por um inibidor da atividade enzimática da DPP4. Uma vez que o ambiente característico dos estádios iniciais da retinopatia diabética inclui várias condições moduláveis pela sinalização por adenosina, como excitotoxicidade, inflamação e angiogénese, é provável que os diferentes recetores de adenosina possam ser um potencial alvo terapêutico para o tratamento da retinopatia diabética. Devido a isto, procurámos avaliar os efeitos que a modulação do sistema adenosinérgico poderá ter na morte celular que acompanha as condições de alta glicose, e contra a neurodegeneração e perda de função que anuncia a retinopatia diabética. Avaliámos a modulação da atividade dos A1R e A2AR, assim como o bloqueio do ENT1, em culturas de células de retina sujeitas a glicose elevada. Para além disso, um antagonista do A2AR foi administrado a ratos e o desempenho da retina avaliado por eletrorretinografia, os níveis de morte neuronal avaliados por quantificação da perda de células ganglionares da retina, e as condições de inflamação avaliadas através da medição dos níveis de expressão das citocinas pró-inflamatórias TNF e IL-1β. Observámos que a ativação do A1R foi capaz de prevenir o aumento de morte celular induzido por glicose elevada, e que o bloqueio do A2AR, assim como do transporte por ENT1, provou ser igualmente eficaz na prevenção da morte celular nas mesmascondições. Para além disso, um tratamento de sete dias em ratos diabéticos com um antagonista do A2AR demonstrou um potencial efeito benéfico contra a disfunção da retina causada por diabetes, com melhorias observadas na amplitude da onda b escotópica e na latência dos potenciais oscilatórios. O bloqueio do A2AR foi igualmente benéfico contra morte neuronal, ao melhorar os níveis de sobrevivência das células ganglionares da retina em ratos diabéticos tratados. Em resumo, este trabalho mostra que o sistema adenosinérgico da retina sofre alterações na maioria dos seus componentes em condições de alta glicose e nas retinas de ratos diabéticos. De igual modo demonstrámos que a modulação da sinalização por adenosina melhora a sobrevivência de células da retina em situações de glicose elevada ou de diabetes, prevenindo também algumas respostas eletrofisiológicas anormais observadas nas retinas diabéticas, sugerindo assim que a modulação da atividade do A2AR poderá constituir uma nova estratégia farmacológica no tratamento da retinopatia diabética nos seus estádios iniciais.
Autores principais:	Vindeirinho, Joana Rita Domingues
Assunto:	Adenosine Diabetic Retinopathy Diabetes Retina
Ano:	2015
País:	Portugal
Tipo de documento:	tese de doutoramento
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Coimbra
Idioma:	inglês
Origem:	Estudo Geral - Universidade de Coimbra

Descrição
Resumo:	A retinopatia diabética é uma das complicações mais comuns da diabetes e a principal causa de cegueira em adultos. Os estádios iniciais da retinopatia diabética exibem características típicas de um ambiente excitotóxico e de inflamação crónica, como a libertação excessiva de glutamato, a ativação de microglias e a libertação de mediadores inflamatórios. A adenosina é um nucleósido de purina que é libertado em condições adversas e que pode ativar quatro tipos de recetores de adenosina (A1R, A2AR, A2BR e A3R). Todos estes recetores se encontram presentes na retina e a sua ativação regula tanto mecanismos de neurotransmissão, como processos inflamatórios. Estudos mostram que vários componentes do sistema adenosinérgico são afetados por condições diabéticas em vários tecidos e modelos animais mas, mesmo com algum progresso feito, a influência que as condições diabéticas exercem neste sistema na retina ainda é pouco compreendida. Devido a isto, um dos objetivos deste trabalho foi o de esclarecer os efeitos que a diabetes causa ao sistema adenosinérgico na retina. Usámos culturas primárias de células da retina expostas a glicose elevada, para mimetizar condições de hiperglicemia característica da diabetes, e ratos tornados diabéticos por aplicação de estreptozotocina (modelo de diabetes tipo 1), como modelos para estudar o efeito que estas condições exercem nos níveis de expressão de recetores de adenosina, de transportadores de nucleósidos e de enzimas chave na remoção de adenosina como ADA e AK. Para além disso, avaliámos os níveis de atividade das NTPDases e da 5’-NT, enzimas responsáveis pela cadeia de degradação de purinas, e também os níveis de adenosina em condições de alta glicose. Também explorámos uma ligação entre ADA e DPP4 quando a glicose se encontra elevada.Demonstrámos que a expressão dos recetores A1R, A2AR e A3R está alterada em células da retina quando expostas a elevada concentração de glicose, e também em retinas de ratos diabéticos. O transportador de nucleósidos equilibrativo 1 tem expressão aumentada em condições de alta glicose, enquanto que o transportador concentrativo 2 está elevado em retinas após quatro semanas de diabetes. As enzimas de remoção de adenosina apresentam expressão diminuída em retinas após quatro semanas de diabetes, ao passo que a atividade das NTPDases aumenta com glicose elevada, assim como aumentam os níveis de adenosina extracelular. De igual modo demonstrámos que DPP4 é capaz de influenciar não só a atividade da ADA, como os níveis proteicos desta enzima, um efeito apenas parcialmente bloqueado por um inibidor da atividade enzimática da DPP4. Uma vez que o ambiente característico dos estádios iniciais da retinopatia diabética inclui várias condições moduláveis pela sinalização por adenosina, como excitotoxicidade, inflamação e angiogénese, é provável que os diferentes recetores de adenosina possam ser um potencial alvo terapêutico para o tratamento da retinopatia diabética. Devido a isto, procurámos avaliar os efeitos que a modulação do sistema adenosinérgico poderá ter na morte celular que acompanha as condições de alta glicose, e contra a neurodegeneração e perda de função que anuncia a retinopatia diabética. Avaliámos a modulação da atividade dos A1R e A2AR, assim como o bloqueio do ENT1, em culturas de células de retina sujeitas a glicose elevada. Para além disso, um antagonista do A2AR foi administrado a ratos e o desempenho da retina avaliado por eletrorretinografia, os níveis de morte neuronal avaliados por quantificação da perda de células ganglionares da retina, e as condições de inflamação avaliadas através da medição dos níveis de expressão das citocinas pró-inflamatórias TNF e IL-1β. Observámos que a ativação do A1R foi capaz de prevenir o aumento de morte celular induzido por glicose elevada, e que o bloqueio do A2AR, assim como do transporte por ENT1, provou ser igualmente eficaz na prevenção da morte celular nas mesmascondições. Para além disso, um tratamento de sete dias em ratos diabéticos com um antagonista do A2AR demonstrou um potencial efeito benéfico contra a disfunção da retina causada por diabetes, com melhorias observadas na amplitude da onda b escotópica e na latência dos potenciais oscilatórios. O bloqueio do A2AR foi igualmente benéfico contra morte neuronal, ao melhorar os níveis de sobrevivência das células ganglionares da retina em ratos diabéticos tratados. Em resumo, este trabalho mostra que o sistema adenosinérgico da retina sofre alterações na maioria dos seus componentes em condições de alta glicose e nas retinas de ratos diabéticos. De igual modo demonstrámos que a modulação da sinalização por adenosina melhora a sobrevivência de células da retina em situações de glicose elevada ou de diabetes, prevenindo também algumas respostas eletrofisiológicas anormais observadas nas retinas diabéticas, sugerindo assim que a modulação da atividade do A2AR poderá constituir uma nova estratégia farmacológica no tratamento da retinopatia diabética nos seus estádios iniciais.