Estudio de un antioxidante de origen natural en la prevención de efectos dañinos de los oligómeros del peptido beta-amiloide

Abstract

"La Astaxantina protege a las neuronas de cultivo primario de hipocampo de los efectos dañinos de los oligómeros del peptido β-amiloide " Introducción: El incremento en la producción de especies reactivas de oxígeno y la aparición de estrés oxidativo contribuyen en forma importante para el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer (EA). Los oligómeros del péptido β-amiloide (AβOs) son considerados como entidades moleculares centrales en la patogénesis de la EA. A concentraciones sub-letales, los AβOs producen señales aberrantes de Ca2+ y disminuyen la expresión de la isoforma 2 del receptor de ryanodina (RyR2), una proteína importante para los procesos de plasticidad y memoria asociados al hipocampo. En este trabajo, investigamos si el pre-tratamiento con el antioxidante astaxantina (ATX) protege a las neuronas de los efectos deletéreos inducidos por los AβOs, como el incremento en la producción de H2O2 mitocondrial, la activación de la isoforma c4 del factor nuclear de células T activadas (NFATc4), y la disminución del RNAm de RyR2 en un modelo de cultivo primario de células de hipocampo de rata. Metodología: Para estudiar los efectos de ATX sobre la viabilidad celular, se realizó una curva dosis respuesta con ATX y se determinó la viabilidad utilizando el kit Live/Dead®. Para determinar los niveles de producción de H2O2 mitocondrial y la activación de NFATc4, las neuronas se transfectadas con plasmidios codificantes para la proteína sensora de H2O2, para HyperMito o para la proteína de fusión entre NFATc4 y la proteína fluorescente verde (GFP), (NFATc4-eGFP), respectivamente. Los niveles de RNAm de RyR2 se determinaron por qPCR. Los cultivos primarios de células hipocampales se pre-trataron con 0,1 μM de ATX, 90 minutos antes de ser tratados con 0,5 μM AβOs. Resultados y Conclusiones: El tratamiento con ATX (≤10 μM) por ≤ 24 horas no evidenció cambios en la viabilidad del cultivo. La pre-incubación con ATX 0,1 μM previno el incremento en la producción de H2O2 mitocondrial inducido por los AβOs. El tratamiento con AβOs por 6 horas indujo la translocación nuclear de NFATc4-eGFP y la disminución de los niveles de expresión del RNAm de RyR2. La pre-incubación con ATX 0,1 μM previno ambos efectos. Estos resultados indican que la ATX protege a las neuronas del incremento en la producción de H2O2 mitocondrial, la activación de NFATc4, y la disminución del RNAm de RyR2, inducidos por los AβOs

"Astaxanthin protects primary hippocampal neurons against noxious effects of Aβ-Oligomers" Introduction: Increased reactive oxygen species (ROS) generation and the ensuing oxidative stress contribute to Alzheimer´s disease pathology. We reported previously that amyloid-β peptide oligomers (AβOs) produce aberrant Ca2+ signals at sub-lethal concentrations and decrease the expression of type-2 ryanodine receptors (RyR2), which are crucial for hippocampal synaptic plasticity and memory. Here, we investigated whether the antioxidant agent astaxanthin (ATX) protects neurons from AβOs-induced excessive mitochondrial ROS generation, NFATc4 activation and RyR2 RNAm down-regulation. Methodology: To study the effects of ATX on cell viability, we performed a dose response curve and quantified cells survival using the Live/Dead® kit. To determine mitochondrial H2O2 production or NFATc4 nuclear translocation, neurons were transfected with plasmids coding for HyperMito or NFATc4-eGFP, respectively, qPCR was employed to determine RyR2 RNAm expression levels. Primary hippocampal cultures were incubated with 0.1 μM ATX for 1.5 h prior to 0.5 μM AβOs addition. Results and Conclusion: We found that incubation with ATX (≤10 μM) for ≤ 24 h was non-toxic to neurons. Pre-incubation with 0.1 μM ATX also prevented the neuronal mitochondrial H2O2 generation induced within minutes of AβOs addition. Longer exposures to AβOs (6 h) promoted NFATc4-eGFP nuclear translocation and decreased RyR2 RNAm levels, evaluated by detection of the eGFP tagged fluorescent plasmid and qPCR, respectively. Pre-incubation with 0.1 μM ATX prevented both effects. These results indicate that ATX protects neurons from the noxious effects of AβOs on mitochondrial ROS production, NFATc4 activation and RyR2 gene expression down-regulation