Agregação de alfa-sinucleína na doença de Parkinson : importância do estresse de retículo endoplasmático

Abstract

Resumo: A Doença de Parkinson (DP) é um distúrbio neurodegenerativo caracterizado pela morte progressiva de neurônios dopaminérgicos da Substância Nigra (SN) pars compacta, levando à concomitante redução de dopamina liberada no Corpo Estriado (CE), verdadeiro causador da rigidez, bradicinesia e tremor, principais anormalidades clínicas que caracterizam esta doença. Embora a etiologia desta doença seja desconhecida, a oligomerização/agregação da proteína a-sinucleína desempenha um papel central na patogênese e desenvolvimento do Parkinsonismo, sendo associado ao estresse oxidativo, estresse de retículo endoplasmático (RE), e disfunção da degradação proteica. No presente trabalho, animais injetados intranigralmente com Tunicamicina (TM) ou 6-hidroxidopamina (6-OHDA) apresentaram uma redução no número de células imunomarcadas com Tirosina Hidroxilasa (TH), assim como um aumento na reatividade glial. Ambos modelos também apresentaram aumento de expressão de chaperonas do RE, demostrando assim que ambos tratamentos induzem o estresse de RE. Quando analizados os níveis de expressão de a-sinucleína monomérica, nossos dados indicaram que não existem diferenças na expressão desta proteína entre os grupos. No entanto, nossos resultados demostraram que só o estresse de RE induzido pela TM é suficiente para a formação de agregados proteicos de a- sinucleína endógena em animais sem nenhum tipo de manipulação genética. Quando avaliadas as modificações pós-traducionais (MPT) associadas com agregação proteica, unicamente no modelo da TM, encontramos um aumento de fosforilação de a-sinucleína no resíduo de serina 129 (S129), aumento de carbonilação de proteínas totais e de a- sinucleína na SN e no CE, mas não foram encontradas diferenças nos níveis de nitração de proteínas totais nem de a-sinucleína tanto na SN quanto no CE. Desta maneira, concluímos que o estresse de RE induzido por TM foi capaz de induzir a formação de agregados proteicos ricos em a-sinucleína assim como a fosforilação da S129 e carbonilação da a-sinucleína, MPT associadas com sua agregação.

Abstract: Parkinson's disease (PD) is a neurodegenerative disorder characterized by the progressive death of dopaminergic neurons of the Substantia Nigra (SN) pars compacta, leading to the concomitant reduction in dopamine released into the Striatum (CE), which causes stiffness, bradykinesia and tremor, major clinical abnormalities that characterize this disease. Although the etiology of this disease is unknown, oligomerization/aggregation of a-synuclein play a central role in the pathogenesis and development of Parkinsonism, being associated with oxidative stress, endoplasmic reticulum (ER) stress, and dysfunction of protein degradation. In the present study, animals injected intranigrally with Tunicamycin (TM) or 6-hydroxydopamine (6-OHDA) showed a reduction in the number of Tyrosine Hydroxylase (TH) positive cells, as well as an increase in glial reactivity. Both models also showed increased expression of ER residet chaperones, thus demonstrating that both treatments induced ER-stress. When analyzed the monomeric a-synuclein expression levels, our data indicated that there are no differences in expression of this protein between groups. However, our results demonstrated that only ER-stress induced by TM induced the aggregation of endogenous a-synuclein protein aggregates in animals without any genetic manipulation. When evaluating the post-translational modifications (PTM) associated with protein aggregation, only in the TM model, we found an increase in a-synuclein phosphorylation at the serine residue 129 (S129), increased carbonylation of total proteins and a-synuclein in SN and Striatum, but no differences were found in total protein nitration levels or a-synuclein in both SN and Striatum. Thus, we conclude that TM-induced ER stress was able to induce the formation of a-synuclein rich protein aggregates as well as phosphorylation of S129 and carbonylation of a-synuclein, PTM associated with its aggregation.