Efeitos da hiperglicemia na potencialização de danos oxidativos e neurotóxicos em modelo de células neuronais in vitro e em pacientes com Diabetes tipo 2 e doença de Alzheimer (2024)
- Authors:
- Autor USP: LIMA, JÉSSICA ELLEN BARBOSA DE FREITAS - FMRP
- Unidade: FMRP
- DOI: 10.11606/T.17.2024.tde-29102024-171520
- Subjects: HIPERGLICEMIA; MITOCÔNDRIAS; ESTRESSE OXIDATIVO; DIABETES MELLITUS; DOENÇA DE ALZHEIMER
- Keywords: Danos ao DNA; Disfunção mitocondrial; DNA damage; DNA repair; Estresse oxidativo; Mitochondrial dysfunction; Morte neuronal; Neuronal death; Oxidative stress; Reparo do DNA
- Agências de fomento:
- Language: Português
- Abstract: O diabetes mellitus tipo 2 (DM2) e a doença de Alzheimer (DA) compartilham múltiplos mecanismos possivelmente implicados no aumento de risco de os pacientes com DM2 desenvolverem DA. A hipótese do presente trabalho é que a hiperglicemia promove alterações celulares e moleculares que sensibilizam os neurônios, levando à morte neuronal, contribuindo para a neurodegeneração. A pesquisa objetivou avaliar os efeitos de altos níveis de glicose in vitro em neurônios humanos, com ou sem a indução de danos oxidativos e neurotóxicos, além de investigar os danos no DNA, eficiência de reparo e alterações mitocondriais em células mononucleares (PBMCs) do sangue, em quatro grupos de estudo (com DM2, com DA, com as duas doenças e indivíduos sadios). No estudo com neurônios diferenciados de células SH-SY5Y, foram realizados diversos ensaios sob tratamentos com a glicose (25mM-100mM; 24-120h), seguida de agentes oxidativos ou neurotóxicos; H2O2 (10-50µM, 30min); ou ácido ocadaico (OA, 2,5-10nM; 24h) ou ácido L-glutâmico (Glut, 50mM; 24h), sendo avaliados: viabilidade celular, danos ao DNA, ciclo e morte celular, e expressão gênica. Ainda, analisou-se a respiração mitocondrial em neurônios expostos à glicose (25mM,120h). Adicionalmente, PBMCs de pacientes com DM2 (n=20), DA (n=11), DM2/DA (n=6) e controles (n=13) foram coletados para analisar danos e reparo do DNA, além de alterações mitocondriais. Os resultados em neurônios diferenciados mostraram aumentona projeção de neuritos e maior porcentagem de diferenciação, com evidente marcação de β-III-tubulina e MAP2. Quanto à viabilidade, houve redução desta dependente da concentração de glicose e do tempo. A glicose 100mM-120h levou ao aumento de quebras no DNA (resultantes de danos oxidativos), produção de superóxido e de apoptose em neurônios, além de reduzir a expressão do gene OGG1. Em tratamentos combinados, os danos induzidos por glicose+H2O2 (50µM) e por glicose+AO (7,5nM, não citotóxico) foram intensificados, reduzindo significativamente a viabilidade dos neurônios em comparação com a glicose isoladamente, o que também ocorreu em neurônios expostos à glicose+Glut (50mM, não citotóxico). Ainda, o tratamento com a glicose (25mM-120h) comprometeu o metabolismo bioenergético, havendo redução das taxas de respiração celular, consumo de oxigênio, e produção de ATP. Quanto aos pacientes, aqueles com DM2 ou com DA apresentaram níveis elevados de danos ao DNA, positivamente correlacionados à glicose e Hb1Ac. Pacientes dos três grupos apresentaram níveis elevados de danos oxidativos, correlacionados à idade destes. O grupo DM2 se mostrou mais sensível aos danos induzidos por H2O2, mas os três grupos apresentaram deficiência de reparo ao DNA. Os grupos com apenasDM2 ou DA apresentaram aumento na produção de superóxido e hiperpolarização do potencial de membrana mitocondrial, comparados aos controles. Os três grupos apresentaram redução da massa mitocondrial comparados aos controles. Nossos resultados indicaram que a glicose é citotóxica e genotóxica para os neurônios e sensibilizou-os quanto à indução de danos oxidativos e neurotóxicos in vitro, sendo que em pacientes com DM2, alterações dessa natureza e as observadas neste trabalho podem possivelmente comprometer ou agravar alterações metabólicas que levam à morte neuronal e neurodegeneração, que em adição ao envelhecimento, são fatores importantes para o desenvolvimento e progressão da DA
- Imprenta:
- Publisher place: Ribeirão Preto
- Date published: 2024
- Data da defesa: 19.07.2024
- Este periódico é de acesso aberto
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- Cor do Acesso Aberto: gold
- Licença: cc-by-nc-sa
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ABNT
LIMA, Jéssica Ellen Barbosa de Freitas e HOJO, Elza Tiemi Sakamoto. Efeitos da hiperglicemia na potencialização de danos oxidativos e neurotóxicos em modelo de células neuronais in vitro e em pacientes com Diabetes tipo 2 e doença de Alzheimer. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2024. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17135/tde-29102024-171520/. Acesso em: 27 dez. 2025. -
APA
Lima, J. E. B. de F., & Hojo, E. T. S. (2024). Efeitos da hiperglicemia na potencialização de danos oxidativos e neurotóxicos em modelo de células neuronais in vitro e em pacientes com Diabetes tipo 2 e doença de Alzheimer (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17135/tde-29102024-171520/ -
NLM
Lima JEB de F, Hojo ETS. Efeitos da hiperglicemia na potencialização de danos oxidativos e neurotóxicos em modelo de células neuronais in vitro e em pacientes com Diabetes tipo 2 e doença de Alzheimer [Internet]. 2024 ;[citado 2025 dez. 27 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17135/tde-29102024-171520/ -
Vancouver
Lima JEB de F, Hojo ETS. Efeitos da hiperglicemia na potencialização de danos oxidativos e neurotóxicos em modelo de células neuronais in vitro e em pacientes com Diabetes tipo 2 e doença de Alzheimer [Internet]. 2024 ;[citado 2025 dez. 27 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17135/tde-29102024-171520/ - Estudo do estresse oxidativo e influência da hiperglicemia crônica nos perfis de expressão gênica em pacientes com diabetes mellitus tipo 2
- Mechanisms underlying the pathophysiology of type 2 diabetes: from risk factors to oxidative stress, metabolic dysfunction, and hyperglycemia
- Oxidative stress, DNA damage, and transcriptional expression of DNA repair and stress response genes in diabetes mellitus
- Novel hybrid acetylcholinesterase inhibitors induce differentiation and neuritogenesis in neuronal cells in vitro through activation of the AKT pathway
- The redox function of apurinic/apyrimidinic endonuclease 1 as key modulator in photodynamic therapy
- Neuroprotective effects of cholinesterase inhibitors: current scenario in therapies for Alzheimer’s disease and future perspectives
- Novel AChE and ROCK dual inhibitor designed for Alzheimer's disease therapy promotes neurodifferentiation and neuritogenesis in SHSY5Y cells
- Transcript expression profiles and microRNA regulation indicate an upregulation of processes linked to oxidative stress, DNA repair, cell death, and inflammation in type 1 diabetes mellitus patients
- Novel dual AChE and ROCK2 inhibitor induces neurogenesis via PTEN/AKT pathway in Alzheimer’s disease model
Informações sobre o DOI: 10.11606/T.17.2024.tde-29102024-171520 (Fonte: oaDOI API)
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