Avaliação do efeito neuroprotetor de lectinas frente à neurotoxicidade glutamatérgica

Abstract

A excitotoxicidade induzida pela excessiva ativação da neurotransmissão glutamatérgica está envolvida em várias neuropatologias. Neste sentido, moléculas que impeçam a liberação de glutamato ou a ativação excessiva dos seus receptores, podem ser úteis para prevenir a morte neuronal em algumas doenças. As lectinas são proteínas capazes de ligação reversível a carboidratos e glicoconjugados, e algumas têm sido utilizadas no estudo e purificação de receptores ionotrópicos glutamatérgicos. O presente estudo teve como objetivo avaliar a potencial atividade neuroprotetora de lectinas extraídas de plantas como a ConBr, BBL, VGL, CGL e FTL frente à excitotoxicidade glutamatérgica. Fatias de hipocampo foram isoladas a partir de camundongos machos adultos e incubadas durante 6 h em solução tampão salina/Krebs/DMEM, na presença de glutamato (10 mM) ou glutamato (10 mM) co-administrado com ConBr, BBL, VGL, CGL ou FTL (10 µg/mL). Além disso, a fosforilação de MAPKs (ERK1/2, p38MAPK e JNK1/2/3) e AKT foi avaliada por western blot na avaliação neuroprotetora de ConBr, VGL e CGL. Os resultados mostram que o glutamato foi capaz de reduzir a viabilidade hipocampal (~25%), diminuiu a fosforilação de AKT e aumentou a fosforilação de ERK1 e p38MAPK. Notavelmente, ConBr e VGL impediram a redução da viabilidade celular e reverteram a diminuição da fosforilação de AKT induzida pelo glutamato. Entretanto, somente VGL reverteu o aumento na fosforilação de p38MAPK e ERK1 induzido por glutamato. Na presença do inibidor de PI3K, LY294002 (10 µM), ConBr não foi capaz de reverter a queda na viabilidade induzida pelo glutamato, sugerindo que o efeito neuroprotetor de ConBr é dependente da via PI3K/AKT. O mecanismo envolvido na modulação das vias de sinalização intracelular não foi elucidado. No entanto, considerando os receptores NMDA como uma proteína glicosilada no domínio N-terminal extracelular, é possível sugerir um bloqueio dos receptores de NMDA por meio da interação das lectinas ConBr e VGL com as cadeias de oligossacarídios.

The excitotoxicity induced by excessive activation of the glutamatergic neurotransmission is involved in several neuropathologies. In this sense, molecules that prevent the release of glutamate or excessive activation of its receptors can be useful to prevent neuronal death in these diseases. Lectins are proteins capable of reversible binding to carbohydrates on glycoconjugates, and some have been used in the study and purification of ionotropic glutamate receptors. The present study aimed to evaluate the potential neuroprotective activity of lectins extracted from plants such as ConBr, BBL, VGL, CGL and FTL to prevent glutamate-induced excitotoxicity. Hippocampal slices were isolated from adult male mice and incubated for 6 h in Krebs/saline/DMEM buffer in the presence of glutamate (10 mM) or glutamate (10 mM) plus ConBr, BBL, VGL, CGL or FTL (10 ìg/mL). Moreover, the phosphorylation of MAPKs (ERK1/2, p38MAPK and JNK1/2/3) and AKT was evaluated by western blotting in the study concerning the neuroprotective mechanism displayed by ConBr, VGL and CGL. The results show that glutamate was able to reduce hippocampal slice viability (-25%), diminish the phosphorylation of AKT and increase the phosphorylation of p38MAPK and ERK1. No changes were observed in the phosphorylation of JNK1/2/3 and ERK2. VGL prevented the increment of p38MAPK and ERK1 phosphorylation. Notably, ConBr and VGL prevented the reduction of cell viability and the decrease of AKT phosphorylation induced by glutamate. Furthermore, in the presence of PI3K inhibitor, LY294002 (10 ìM), ConBr was unable to reverse the loss in cell viability induced by glutamate. It suggests that ConBr exerts its neuroprotective effect in a manner dependent of PI3K/AKT pathway. The mechanism involved in the modulation of signaling pathways was not addressed in our study. However, considering NMDA receptors as glycosylated protein in the extracellular N-terminal domain it is possible to suggest a blockage of NMDA receptors via ConBr or VGL lectin interaction with oligosaccharide chains.