Estudo dos mecanismos envolvidos no efeito neuroprotetor e tipo-antidepressivo da atorvastatina

Abstract

A atorvastatina é um fármaco da classe das estatinas, utilizado na clínica médica há algumas décadas para o tratamento dos altos níveis de colesterol sérico. Estudos têm demonstrado que além deste efeito primário, a atorvastatina desencadeia efeitos pleiotrópicos. Os efeitos neuroprotetor e tipo-antidepressivo da atorvastatina têm sido demonstrados, no entanto, os mecanismos celulares e moleculares, a participação de vias de sinalização e neurotransmissores, bem como a associação entre esses eventos ainda precisam ser elucidados. Desta forma, investigou-se: i) o envolvimento dos sistemas adenosinérgico, serotonérgico e da via de sinalização PI3K/Akt /GSK-3ß/mTOR no efeito tipo-antidepressivo da atorvastatina e ii) o efeito tipoantidepressivo e neuroprotetor do tratamento repetido com atorvastatina frente as alterações induzidas pelo peptídeo Aß1-40, bem como pela toxicidade induzida por glutamato. Os resultados demonstraram que a atorvastatina desencadeia efeito tipo-antidepressivo que depende da modulação dos receptores A1 de adenosina, mas não dos receptores A2A ou dos níveis de adenosina. O efeito tipo-antidepressivo da atorvastatina também depende da modulação dos receptores de serotonina (5-HT) dos subtipos 5-HT1A e 5-HT2A/C e dos níveis encefálicos de 5-HT. Demonstrou-se que a via de sinalização PI3K/Akt/GSK-3ß/mTOR é crucial para o efeito tipo-antidepressivo da atorvastina, através de testes comportamentais e pelo aumento da fosforilação hipocampal das proteínas Akt, GSK-3ß e mTOR. O efeito tipo-antidepressivo e neuroprotetor da atorvastatina frente às alterações comportamentais e neurotóxicas induzidas pelo peptídeo Aß1-40 dependem do aumento da razão mBDNF/pró-BDNF ocasionado pela clivagem induzida pelas proteases tPA e p11. A atorvastatina previne ainda o aumento hipocampal de óxido nítrico, de espécies reativas de oxigênio, bem como a alteração do potencial de membrana mitocondrial e a perda de viabilidade celular ocasionada pela toxicidade induzida por glutamato in vitro. Resultado similar foi observado para o tratamento com fluoxetina. A associação entre o efeito tipo-antidepressivo e neuroprotetor do tratamento repetido com atorvastatina foi evidenciado, e demonstrou-se que o tratamento agudo com atorvastatina não exerce efeito neuroprotetor frente à toxicidade glutamatérgica. Desta forma, esta tese contribui para demonstrar os mecanismos celulares e moleculares envolvidos no efeito tipo-antidepressivo e neuroprotetor da atorvastatina.<br>

Abstract : Atorvastatin is a drug that belongs to statins group and that is largely used in clinical medicine for the treatment of high serum cholesterol levels. Studies have shown that in addition to this primary effect, atorvastatin also triggers pleiotropic effects. The neuroprotective and antidepressant-like effects of atorvastatin have been demonstrated, however cellular and molecular mechanisms, the involvement of signaling pathways and neurotransmitters, as well as the association between these events remain to be elucidated. Thus we investigated: i) the involvement of adenosinergic and serotonergic systems and the PI3K/Akt/GSK-3ß/mTOR signaling pathway in the antidepressant-like effect of atorvastatin, and ii) the neuroprotective and antidepressant- like effect provided by repeated atorvastatin treatment against Aß1-40- induced alterations or glutamate-induced toxicity. Atorvastatin exerts antidepressant-like effect that depends on the adenosine A1 receptors, but not on adenosine levels or A2A receptors. The atorvastatin antidepressant-like effect also depends on serotonin (5-HT) levels and 5- HT1A and 5-HT2A/C receptors subtypes. We also demonstrated that PI3K/Akt/GSK-3ß/mTOR signaling pathway is critical for atorvastatin antidepressant-like effect, by behavioral tests and increased phosphorylation of Akt, GSK-3ß and mTOR in mice hippocampus. The neuroprotective and antidepressant-like effect of atorvastatin against Aß1-40-induced toxicity depends on the increase in mBDNF/pro-BDNF ratio promoted by tPA and p11 proteases. Atorvastatin also prevents hippocampal increase of nitric oxide, reactive oxygen species and the alteration of mitochondrial membrane potential and cell viability induced by in vitro glutamate challenge. Similar results were observed for fluoxetine treatment. The association between the antidepressant-like and neuroprotective effect of atorvastatin-repeated treatment was shown and acute atorvastatin treatment showed no effect on glutamate-induced toxicity. This study contributed to unravel the cellular and molecular mechanisms involved in the neuroprotective and antidepressant-like effects of atorvastatin.