Efeitos do probucol sobre a enzima glutationa peroxidase e sua relação com a neuroproteção

Abstract

O probucol é um composto antilipidêmico que apresenta propriedades anti-inflamatória e antioxidante em diferentes modelos experimentais de neurotoxicidade/neuropatologia. O presente estudo foi desenvolvido com o objetivo de explorar o possível efeito protetor deste fármaco sobre o modelo experimental da doença de Alzheimer (DA), além de tentar elucidar seu mecanismo de proteção através de experimentos in vitro e in vivo. A DA é uma condição neurodegenerativa, caracterizada por perda cognitiva e alterações no comportamento, e o mecanismo de neurodegeneração na DA parece estar relacionado com o processo de estresse oxidativo. Inicialmente, foi avaliado o possível efeito protetor do probucol contra a neurotoxicidade induzida pela administração intracerebroventricular (i.c.v.) do peptídeo B-amilóide 1-40 (AB1-40) em camundongos através de parâmetros comportamentais, bioquímicos e imuno-istoquímicos. A administração do AB1-40 resultou em danos na memória e aprendizado dos animais, bem como diminuição nos níveis de sinaptofisina e aumento na atividade da acetilcolinesterase (AChE) hipocampal. O tratamento com probucol (10 mg/kg/dia, durante 2 semanas) atenuou os efeitos deletérios causados pelo peptídeo AB1-40, como danos cognitivos e bioquímicos (aumento da peroxidação lipídica e da atividade da enzima acetilcolinesterase; e perda sináptica) no hipocampo dos animais. Estudos anteriores demonstraram que o probucol pode aumentar a atividade da enzima antioxidante glutationa peroxidase (GPx), envolvida na detoxificação de peróxidos intracelulares. Assim, com o objetivo de investigar os efeitos do probucol sobre a atividade e expressão desta enzima ensaios in vitro e in vivo foram realizados. O probucol (10 µM) foi capaz de aumentar significativamente a atividade da GPx em cultura de células de neuroblastoma humano (SH-SY5Y), embora não tenha aumentado a quantidade dessa proteína. Além disso, o tratamento com probucol (3 e 10 µM) protegeu as células SH-SY5Y da citotoxicidade e da produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) induzida por hidroperóxido orgânico. Da mesma forma, camundongos tratados com probucol (10 mg/kg/dia, durante 5 semanas) mostraram um aumento na atividade da GPx no fígado, rim, coração e hipocampo, mas os níveis da enzima não foram alterados nesses tecidos. Por fim, os estudos enzimáticos com a GPx-1 purificada mostraram que o probucol (10 e 30 nM) foi capaz de modular positivamente a atividade dessa enzima, aumentando a velocidade máxima (Vmax) quando foi utilizado um gradiente de concentração de glutationa (GSH) ou de tert-butilhidroperóxido (tBuOOH); enquanto que valores de KM não foram modificados. Em conjunto, os dados aqui apresentados mostram, pela primeira vez, que o probucol é capaz de aumentar diretamente a Vmax da GPx-1. Considerando que (i) o probucol mostrou um papel protetor em um modelo experimental da DA, que (ii) o composto preveniu a morte celular induzida por peróxidos e aumentou a atividade da GPx-1 in vitro e in vivo, e que (iii) esta enzima apresenta um importante papel na patofisiologia de condições neurodegenerativas. Nesse contexto, o presente estudo apresenta um novo alvo e mecanismo de ação para um "antigo fármaco", onde a modulação da atividade da GPx pode representar uma importante estratégia terapêutica.<br>

Abstract : Probucol is a lipid-lowering agent with anti-inflammatory and antioxidant properties, which plays protective effects in experimental models of neurotoxicity/neuropathology. The present study was aimed to explore the possible protective effect of this drug on experimental model of Alzheimer's disease (AD), and attempt to elucidate its mechanism of protection through in vitro and in vivo experiments. AD is a neurodegenerative disorder characterized by cognitive impairment and behavioral changes, and the mechanisms of neurodegeneration of this disease appear to be related to the process of oxidative stress. Initially, we evaluated the possible protective effect of probucol against the neurotoxicity induced by intracerebroventricular (icv) administration of ?-amyloid peptide 1-40 (AB1-40) in mice through behavioral, biochemical and immunohistochemical parameters. The administration of AB1-40 resulted in damage to the memory and learning of animals, as well as decreased levels of synaptophysin and increased acetylcholinesterase (AChE) activity in hippocampus. Treatment with probucol (10 mg/kg/day, for 2 weeks) attenuated the deleterious effects caused by the peptide AB1-40, such as cognitive impairment and biochemical changes (increased acetylcholinesterase activity, lipid peroxidation and synaptic loss in the hippocampus). Previous studies have shown that probucol may increase the activity of the antioxidant enzyme glutathione peroxidase (GPx), involved in the detoxification of intracellular peroxides. Thus, in order to investigate the effects of this phenolic compound on the expression and activity of the GPx in vitro and in vivo experiments were performed. Probucol (10 µM) significantly increased GPx activity in in vitro experiments with cultured human neuroblastoma cells (SH-SY5Y) without increasing the amount of this protein. Furthermore, treatment with probucol (3 and 10 µM) protected against SH-SY5Y cells cytotoxicity and production of reactive oxygen species (ROS) induced by organic hydroperoxide. Similarly, mice treated with probucol (10 mg/kg/day, for 5 weeks) showed an increase in the GPx activity in liver, kidney, heart and hippocampus, but the enzyme levels were not altered in these tissues. Finally, the enzymatic studies with purified GPx-1 showed that probucol (10 and 30 nM) was able to positively modulate the activity of this enzyme by increasing the maximum velocity (Vmax) when a concentration gradient of glutathione (GSH) or tert-butyl hydroperoxide (tBuOOH) was used, while KM values were not modified. Taken together, these data show for the first time that probucol is capable of directly increasing the Vmax of GPx-1, and this event is probably related to the increased GPx-1 activity in cell culture and in mice. Taking into account that (i) probucol showed a neuroprotective role in an experimental model of AD, (ii) the compound prevented cell death induced by peroxides and increased the activity of GPx-1 in vitro and in vivo, and (ii) this enzyme has an important role in the pathophysiology of neurodegenerative diseases.. In this scenario, this study represents a new target and mechanism of action for an "old drug", where the modulation of its activity may represent an important therapeutic strategy.