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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.9.2016.tde-04102016-152552
Documento
Autor
Nome completo
Mariana Aguilera Alencar da Silva
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2016
Orientador
Banca examinadora
Marcourakis, Tania (Presidente)
Engler, Silvya Stuchi Maria
Scarano, Wellerson Rodrigo
Título em português
Avaliação da neurotoxicidade do Bisfenol A em cultura primária de hipocampo
Palavras-chave em português
Apoptose
Bisfenol A
Caspases
Cultura primária de hipocampo
Desregulador endócrino
Neurotoxicidade
Receptores de estrógeno.
Resumo em português
O Bisfenol A (BPA) é usado na fabricação de plásticos de policarbonato e resinas epóxi. A exposição pré-natal a esse agente pode causar diversos efeitos, tais como: antecipação da puberdade, hiperplasia de próstata, diminuição do número de espermatozoides, diminuição dos níveis de testosterona, alteração do desenvolvimento e organização tecidual da glândula mamária, diminuição da resposta celular induzida por hormônios, câncer de mama, diabetes, doenças cardiovasculares, alterações das funções de enzimas hepáticas, além de efeitos sobre o desenvolvimento cognitivo. Poucos estudos avaliam os efeitos do BPA sobre as células neuronais, porém existem evidências de que este agente induza a apoptose. O presente trabalho tem como objetivo estudar a neurotoxicidade do BPA, avaliando vias de sinalização que levam a indução da apoptose em cultura primária de hipocampo. As células foram expostas ao BPA nas concentrações de 50, 100, 150, 200, e 250 µM (0,1% DMSO v/v) pelos períodos de 6, 12, 24, e 48 horas para a realização dos ensaios da atividade mitocondrial (MTT) e citotoxicidade pela liberação da enzima Lactato Desidrogenase (LDH). A partir dos resultados de MTT e LDH, foram adotados novos horários de exposição (3, 6 e 9 horas) utilizando somente as concentrações de 200 e 250 µM. Neste novo desenho experimental, foi realizada a quantificação da concentração de BPA na cultura primária por HPLC-PDA, determinação da concentração de Ca2+ intracelular pela quantificação da fluorescência do Fluo-4 AM, caracterização dos mecanismos envolvidos na morte celular por citometria de fluxo e Western Blotting, e avaliação dos receptores de estrógeno ER-α e ER-β por Western Blotting. Nossos resultados apontam que aproximadamente 20% de BPA na concentração de 250 µM após 6 horas de exposição e 18% para a concentração de 200 µM com 9 horas de exposição foram absorvidos pela cultura celular. O ensaio do MTT mostrou que as células expostas a 200 e 250 µM de BPA, por 12, 24 e 48 horas, apresentaram diminuição significativa da função mitocondrial em relação ao controle. Porém, não houve liberação de LDH para o meio de cultura para nenhuma das concentrações de BPA em nenhum dos períodos de incubação, o que sugere que não houve rompimento da membrana plasmática. Foi observada atividade apoptótica somente com a concentração de 250 µM no período de exposição de 6 horas por citometria de fluxo. Não foram encontradas células em necrose, nem alteração na concentração de cálcio intracelular em nenhuma das condições estudadas. Na avaliação dos marcadores de morte celular, observamos aumento da razão de Bax/Bcl-2 para a concentração de 250 µM em todos os períodos de exposição e aumento das caspases 8, 9 e 3 para a concentração de 250 µM no período de exposição de 6 horas, indicando que o BPA deve ativar tanto a via intrínseca como a extrínseca no processo de apoptose. Verificamos ainda, por Western Blotting, que a cultura primária de hipocampo apresenta os receptores de estrógeno ER-α e ER-β. A exposição ao BPA aumentou os ER-α e ER-β avaliados por Western Blotting para as duas concentrações estudadas no período de 6 horas de exposição e, para o período de exposição de 9 horas, houve um aumento do ER-α para a concentração de 250 µM e do ER-β para a concentração de 200 µM. É possível concluir que o BPA pode levar a morte das células neuronais hipocampais por apoptose por ambas as vias intrínseca e extrínseca, sendo o processo de morte celular mais evidente para a concentração de 250 µM no período de 6 horas de exposição. Sugerimos ainda que o aumento observado em ambos os receptores de estrógeno possa representar uma tentativa de interrupção ou reversão do processo de morte celular.
Título em inglês
Evaluation of Bisphenol A neurotoxicity in primary culture of hippocampus.
Palavras-chave em inglês
Apoptosis
Bisphenol A
Caspases
Endocrine disrupter
Estrogen receptors
Hippocampus primary culture
Neurotoxicity
Resumo em inglês
Bisphenol A (BPA) is used in the manufacture of polycarbonate plastics and epoxy resins. The prenatal exposure to this agent may cause several effects, such as anticipation of puberty, prostate hyperplasia, reduced number of sperm, reduced testosterone levels, alteration in the development and tissue organization of the mammary gland, decreased cellular response induced by hormones, breast cancer, diabetes, cardiovascular disease, changes in the functions of liver enzymes, and effects on cognitive development. Few studies have evaluated the effects of BPA in neuronal cells, however there are evidences that this agent may induce apoptosis. This work aims to study the neurotoxicity of BPA, by analyzing the signaling pathways of apoptosis in hippocampus primary culture. Cells were exposed to BPA at 50, 100, 150, 200, and 250 µM (0.1% DMSO v/v) for 6, 12, 24, and 48 hours for the assay of mitochondrial activity (MTT) and the release of the enzyme lactate dehydrogenase (LDH). From the results of MTT and LDH, new exposure times (3, 6 and 9 hours) and only 200 and 250 µM were used. In this new experimental design we performed the quantification of the BPA concentration in the primary culture by HPLC-PDA, intracellular Ca2+ quantification by Fluo-4 AM assay and the characterization of the mechanisms involved in cell death by flow cytometry and Western Blotting assays. Furthermore, evaluation of the estrogen receptor ER-α and ER-β was done by Western Blotting. Our results demonstrate that about 20% of the BPA concentration of 250 µM after 6 hours of exposure and 18% for the concentration of 200 µM with 9 hours of exposure were absorbed by the cell culture. Cells exposed to 200 and 250 µM of BPA for 12, 24 and 48 hours, showed a significant decrease in mitochondrial function, by the MTT assay, compared to control. However, there was no release of LDH into the culture medium for any of the BPA concentrations in any of incubation times studied, which suggests no rupture of the plasma membrane by BPA. Apoptotic activity was observed after 6 hours of exposure to 250µM BPA by flow cytometry. It was not observed cell necrosis and changes in intracellular calcium concentration in any of the studied conditions. Regarding the cell death markers, exposure to 250 µM BPA in all periods of exposure resulted in an increased Bax/Bcl-2 ratio; moreover, an increase in caspase 8, 9 and 3 was detected after exposure to 250 µM BPA for 6 hours. Taken together, these findings indicate that BPA activates both the intrinsic and the extrinsic pathway during the apoptotic process. We also verified by Western Blotting the presence of the estrogen receptors ER-α and ER-β at the primary culture of hippocampus, and that they can be modulated by BPA. The exposure to 200 and 250 µM BPA for 6 hours caused an increase of ER-α and ER-β, however, 9 hours of exposure to 200 µM and 250 µM BPA increased the expression of ER-α and ER-β, respectively. In conclusion, BPA can lead hippocampal neuronal cells to death by both, intrinsic and extrinsic, apoptotic pathways and this process is more evident at 250 µM BPA after 6 hours of exposure. Furthermore, we suggest that the increase of both estrogen receptors might represent an attempt to interrupt or reverse the cell death process.
 
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Data de Publicação
2016-11-10
 
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