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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.42.2008.tde-03102008-135744
Document
Author
Full name
Lucília Brochado Lepsch
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2008
Supervisor
Committee
Scavone, Cristoforo (President)
Britto, Luiz Roberto Giorgetti de
Camarini, Rosana
Rocha, Luiz Carlos de Sá
Vital, Maria Aparecida Barbato Frazão
Title in Portuguese
Toxicidade causada pela cocaína in vitro: participação da via dopaminérgica e do fator de transcrição NF-kB.
Keywords in Portuguese
Apoptose
Cocaína
Cultura de células
Fator de Transcrição
Morte
Sistema nervoso central
Abstract in Portuguese
A cocaína é uma droga amplamente utilizada, e seu abuso está associado a inúmeros problemas de ordem física, psiquiátrica e social. Anormalidades em recém-nascidos têm sido reportadas devido aos efeitos tóxicos da cocaína durante o desenvolvimento fetal. O mecanismo pelo qual a cocaína causa danos neurológicos é muito complexo e envolve interações da droga com diversos sistemas de neurotransmissão, como o aumento dos níveis extracelulares de dopamina e radicais livres e a modulação de fatores de transcrição. Neste estudo investigamos a toxicidade causada pela cocaína em culturas primárias de estriado e mesencéfalo e cultura de linhagem de células dopaminérgicas (PC 12). Observamos que a exposição à cocaína causou morte destas células. Na cultura primária de mesencéfalo, a morte celular foi revertida pelo prétratamento com superóxido dismutase (SOD). A exposição à cocaína também induziu a inibição do prolongamento dos neuritos nessas culturas primárias. Já na cultura de células PC 12, a cocaína ativou os fatores de transcrição NF-kB e CREB (após 6 horas), que regulam a transcrição de genes envolvidos na morte celular. O GBR 12909 (inibidor da recaptação de dopamina), a lidocaína (anestésico local) e a dopamina não ativaram o NF-kB de maneira semelhante à cocaína, porém, a diminuição da atividade do NF-kB após pré-tratamento das células com SCH 23390, antagonista do receptor D1, sugere que a ativação do NF-kB pela cocaína ocorre, pelo menos parcialmente, via ativação de receptores D1. O NF-kB parece exercer um papel protetor nas células PC 12, pois sua inibição com PDTC e Salicilato de Sódio aumentou a indução de morte celular pela cocaína. O aumento do RNAm do BDNF, também pode estar relacionado à proteção exercida por este fator de transcrição. A diminuição do Bcl-2, o aumento da atividade da caspase 3 e o aumento da caspase 3 clivada sugerem a participação da via de apoptose na morte celular induzida pela cocaína. A compreensão dos mecanismos de morte celular regulados pela cocaína no cérebro futuramente contribuirá para o desenvolvimento de novas terapias para dependentes, a qual poderá ajudar na interrupção do desencadeamento dos processos degenerativos.
Title in English
In vitro cocaine toxicity: participation of the dopaminergic pathway and the transcription factor NF-kB.
Keywords in English
Apoptosis
Cell culture
Central nervous system
Cocaine
Death
Transcription factor
Abstract in English
Cocaine is a drug deeply used and its abuse is associated with physical, psychiatric and social problems. Abnormalities in newly born have been demonstrated due to the toxics effects of cocaine during fetal development. The mechanism by which cocaine causes neurological damages is very complex and involves interactions of the drug with several neurotransmitter systems, such as the increase of extracellular levels of dopamine and free radicals, and modulation of transcription factors. In this study we investigated the cocaine toxicity in striatum and mesencephalic primary cultures, and dopaminergic cells (PC 12). We observed that cocaine exposure causes death to these cells. In the mesencephalic primary culture, the cellular death was blunted by superoxide dismutase (SOD) pretreatment. Cocaine exposure also induced inhibition of neurite lengthening in these primary cultures. In PC 12 cells, cocaine activated the transcription factors NFkB and CREB (after 6 hours), which regulate genes involved in cellular death. GBR 12909, an inhibitor of dopamine reuptake; lidocaine, a local anesthetic; and dopamine did not activate NFkB as cocaine did, however, the attenuation of NFkB activity after the pretreatment of the cells with SCH 23390, a D1 receptor antagonist, suggests that the activation of NFkB by cocaine is, at least partially, due to activation of D1 receptors. NFkB seems to have a protective role in these cells, because its inhibition with PDTC and Sodium Salicilate increased cellular death caused by cocaine. The increase in BDNF RNAm, can also be related to the protective role of this transcription factor. The decrease in Bcl-2, the increase in caspase 3 activity, and the increase in caspase 3 cleavage suggest that apoptose participates in the development of cocaineinduced cell death. The understanding of the mechanisms by which cocaine induces cell death in the brain will contribute to the development of new therapies for drug abusers, which can help the interruption of the progress of degenerative processes.
 
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Publishing Date
2008-10-08
 
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