Caracterização in vitro e in vivo do envolvimento glial na neurotoxicidade induzida pelo alcaloide pirrolizidino monocrotalina

Abstract

Crotalaria retusa (Leguminosae) é uma planta encontrada no Nordeste do Brasil. Estas plantas são usados na medicina popular, mas têm sido induzidos a toxicidade em animais e seres humanos, também comprometer o sistema nervoso central (SNC). É bem sabido que o alcalóide pirrolizidina monocrotalina (MCT), a principal toxina de C. retusa, é ativamente metabolizada pelos sistemas do citocromo P450 hepáticas e pulmonares para formar intermediários altamente reativos, no entanto, pouco se sabe sobre os efeitos sobre células do sistema nervoso central e toxicidade. Nós demonstramos que os neurônios são alvo de MCT e toxicidade é dependente da interação entre astrócitos e neurônios através do metabolismo astrocitário. Neste estudo, foi investigado a toxicidade do MCT no conjunto de células gliais e isolado microglia e oligodendrócitos, alterações comportamentis e atividade das isoformas do CYP450 no metabolismo do alcalóide no CNS. Para estudos de metabolismo as células foram tratadas com as concentrações de 100-500 molar por um período 24 ou 72 h. Para avaliação do comportamento os animais foram tratados com 109 mg do alacaloide/pv e foram analisados em campo aberto e labirinto Pluz. À imunohistoquímica iinvestigou-se alterações estruturais em oligodendrócitos, astrócitos e neurônios atrvés dos respectivos gangliosídeo A2B5 e proteínas estruturais GFAP e β-III-tubulina respectivamente. Ainda foram realizados testes de toxicidade em modelo de cultura organotípica. Observou-se que à 500 µM no MCT foi tóxico para os cultivos isolados oligodendrócitos após 24h e microglia após 72 h. O tratamento de 200 µM MCT também induziu redução na viabilidade em cultura organotipica após 24h. Os testes in vivo demonstraram que a monocrotalina diminuiu a atividade motora normal e induziu efeitos ansiolítico. Neste estudo verificou-se que o tratamento com MCT promoveu a ativação da CYP1A , o que pode ser associado com a geração de metabolitos ativos e neurotoxicidade.

Crotalaria retusa (Leguminosae) is a plant found in the Northeast Brazil. These plants are used in folk medicine but have been induced toxicity in animals and humans, also compromising the central nervous system (CNS). It is well known that the pyrrolizidine alkaloid monocrotaline (MCT), the main toxin of C. retusa, is actively metabolized by hepatic and pulmonary cytochrome P450 systems to form highly reactive intermediates, however little is known about effects on CNS cells and toxicity. We demonstrated that neurons are target for MCT and toxicity is dependent on astrocytes/neurons interactions and astrocyte metabolism. In this study, we investigated the toxicity of MCT in the ensemble of glial cells and isolated microglia and oligodendrcytes, changes behaviors and enviromment of the CYP450 isoforms on alkaloid metabolism in CNS. Cells were treated with concentrations of 100-500 µM for 24 or 72 h. The behaviour of animals treatd with 109 mg/bw were analyzed by open field and pluz maze. Immunohistochemistry investigated changes on oligodendrocytes, astrocytes and neurons morphology for ganglioside A2B5 and structural proteins GFAP and β-III-tubulin respectively. We observed that MCT at 500 µM was toxic for oligodendrocytes and microglia isolateds, inducing significant decrease on viability at the first 24 or 72 h after treatment. Treatment from 200 µM MCT also induced reduction on viability in organotipyc culture after 24h. However, it induced astrogliosis and proliferation of oligodendrocytes in tissue of the animals. In vivo tests demonstrated wich alkaloid decreased drivein normal motor activity and induced ansiolityc-like effects. In this study found already found that treatment with MCT induces activation CYP1A, which may be associated with the generation of active metabolites and neurotoxicity.