El gen NQO2 como posible nueva diana en la enfermedad de Parkinson

*Nota IMPORTANTE: delantal de búsqueda Publica informes científicos preliminares que no han sido revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, orientar la práctica clínica o el comportamiento relacionado con la salud ni tratarse como información sólida.

La enfermedad de Parkinson (EP) es un trastorno neurodegenerativo que resulta en la pérdida progresiva de neuronas dopaminérgicas en la sustancia negra. Se considera que el daño mitocondrial y el estrés oxidativo (OS) debido a cambios en el metabolismo del hierro y la reductasa, la ‘infección por proteínas similares a priones’, la autofagia defectuosa y el mal plegamiento y la agregación de proteínas están asociados con el inicio y la progresión de la EP.

La autofagia ayuda a eliminar los agregados de proteínas y los orgánulos dañados a través de la digestión lisosomal. La maquinaria de autofagia juega un papel tan vital en la enfermedad de Parkinson que varias mutaciones genéticas en componentes del sistema han sido identificadas como factores de riesgo de la enfermedad. También se ha observado que la desregulación de la autofagia se asocia con especies reactivas de oxígeno (ROS) en el daño celular y en la señalización. Además, se ha informado que las sustancias químicas que dañan la dopamina y las ROS, también llamadas toxinas de Parkinson, alteran o disfuncionan la autofagia en los astrocitos y en las neuronas.

Los astrocitos ayudan a mantener la homeostasis redox en el cerebro al desintoxicar y producir antioxidantes, regular las respuestas inflamatorias en el sistema nervioso central y formar y mantener la barrera hematoencefálica. Se ha informado que el metabolismo de la dopamina (DA) es la principal fuente de ROS en el cerebro. En los astrocitos se han observado células diana funcionales de las neuronas contra el OS a través del metabolismo de la DA y de una serie de enzimas antioxidantes. La disfunción prolongada de los astrocitos puede conducir a un mayor deterioro y degeneración de las neuronas DA durante el envejecimiento, lo que en última instancia conduce al parkinsonismo.

La 6-hidroxidopamina (6OHDA) se usa ampliamente para investigar la patogénesis de la EP en estudios preclínicos porque causa síntomas similares a los de la EP en roedores. 6OHDA es un análogo de DA que se produce a través de la hidroxilación de γDA en presencia de H2O2 y hierro Fe + 2. Aunque la 6OHDA se considera una toxina puramente sintética, varios estudios han indicado que es de origen endógeno. 6 Los mecanismos de toxicidad de OHDA son complejos y conducen a la generación de peróxido de hidrógeno y radicales hidroxilo a través de una autooxidación rápida. Sin embargo, no está claro si alguna enzima endotóxica, como la quinona oxidorreductasa 2 (NQO2/QR2), desencadena este proceso.

NQO2, que está relacionado estructuralmente con NQO1, es una flavoproteína expresada de forma ubicua que transporta una reductasa de dos electrones de una quinona a una hidroquinona. La aparición de NQO2 como objetivo potencial en la EP se produjo hace más de dos décadas. Un estudio anterior indicó que la SG crónica inducida por la toxina paraquat (PQ) de la enfermedad de Parkinson podría ser inhibida por el inhibidor específico de NQO2 S29434/NMDPEF in vivo, así como a tasas in vitro después de la inyección sistémica e intracutánea de PQ. Se observó que PQ inhibía la autofagia, mientras que el tratamiento con S29434 inducía la autofagia en los astrocitos. Estudios recientes sugieren que NQO2 desempeña un papel en la inhibición de la autofagia, la generación de OS y la autofagia inducida por flavonas al actuar como receptor de ligandos proautofagia.

Un nuevo estudio está bajo revisión en la revista Informes científicos Actualmente está disponible en delantal de búsqueda* El servidor de preimpresión tenía como objetivo analizar los efectos tóxicos de 6OHDA junto con el papel relevante de NQO2 en astrocitos humanos y de ratón.

estancia: La autofagia y la neuroprotección en astrocitos expuestos a 6-hidroxidopamina están reguladas negativamente por NQO2: un nuevo objetivo potencial en la enfermedad de Parkinson.. Crédito de la imagen: PopTika/Shutterstock

sobre estudiar

El estudio involucró la detección de especies reactivas de oxígeno en células vivas de astrocitoma U373 mediante dos indicadores ROS fluorescentes alternativos, MitoSOX o el derivado de diclorofluoresceína (DCF). A continuación, se midió la actividad de NQO2 celular utilizando lisadores de células U373. Esto fue seguido por la preparación de células U373 que sobreexpresan NQO2 (N-over) y análisis de viabilidad celular por citometría de flujo (FACS).

Luego se cocultivaron astrocitos y células dopaminérgicas, después de lo cual se produjo la transfección de células U373 junto con el silenciamiento de NQO2. Se usaron crías WT de ratones de la cepa C3H/HeOuJ para aislar astrocitos primarios de la corteza cerebral. Finalmente, se realizaron microscopías de contraste de fase y fluorescencia junto con el análisis de conjuntos de datos de expresión génica integral (GEO).

Resultados

Los resultados indicaron una mayor disminución en los niveles de LC3II (lo que indica un efecto de 6OHDA sobre la autofagia en astrocitos) en células U373 después de 24 horas de tratamiento en comparación con 6 horas. Se observó que 100 mM de 6OHDA tenía un fuerte efecto negativo sobre el flujo autólogo a las 24 horas, mientras que 50 mM lo tenía a las 48 horas. La adición de S29434 restauró los niveles de LC3II en las células U373 tratadas con 6OHDA en comparación con las células sin S29434. También se observó un patrón de inducción similar para NQO2.

Solo se ha informado un aumento en la SG con dosis altas de 6OHDA. 6OHDA (100 μM) indujo un aumento dependiente del tiempo en la fluorescencia de MitoSox después de 15 h de tratamiento, que fue significativamente más fuerte en comparación con 100 μM PQ. El tratamiento conjunto con S29434 resultó en una atenuación parcial de la inducción de ROS por 6OHDA, mientras que se observó una atenuación completa en presencia de PQ y S29434. Además, se observó que los lisados ​​de células U373 pretratados con 6OHDA tenían una mayor actividad de NQO2 que las células de control. Sin embargo, se ha informado que 6OHDA no es un sustrato de NQO2, sino que induce la actividad de NQO2 en los astrocitos de una manera dependiente de la dosis.

Se ha informado que 6OHDA induce toxicidad que conduce a la muerte celular en astrocitos U373, que puede reducirse mediante el tratamiento con S29434. Se ha informado que las células U373 que sobreexpresan NQO2 son más sensibles a 6OHDA con una mayor tasa de mortalidad. Además, se observó que las células de neuroblastoma (SH-SY5Y) eran más sensibles a 6OHDA en comparación con las células U373 y se informó que estaban significativamente muertas después de 24 h de la adición de 10 μM de 6OHDA. El tratamiento con S29434 no pudo prevenir la muerte celular en las células SH-SY5Y.

Se observó que el silenciamiento de NQO2 mejora o restaura la autofagia en células expuestas a dosis más bajas (25 μM) y más altas (50 μM) de 6OHDA. Se observó que el tratamiento de 24 h con 6OHDA inhibía el flujo autofágico al disminuir los niveles de LC3II de manera dependiente de la dosis en ratones C3H. Además, se observó que S29434 aumentaba los niveles de LC3II en células de ratones expuestos a 6OHDA. Se observó que las células dopaminérgicas SH-SY5Y estaban protegidas por el U373 monomérico de la muerte celular inducida por 6OHDA, mientras que se observó que el U373 que sobreexpresaba NQO2 era menos protector. Además, se observó que el efecto protector de los astrocitos U373 aumentaba tanto en células normales como en células N-over por S29434. Finalmente, se ha informado una mayor expresión de NQO2 en pacientes con EP que la expresión promedio en pacientes sanos.

Por lo tanto, el estudio actual mostró que los medicamentos dirigidos a NQO2 pueden inducir la autofagia y proteger contra la toxicidad de la hidroxiquinona y la dopamina quinona. S29434 puede retrasar el daño neuronal en la enfermedad de Parkinson y otras condiciones patológicas que involucran OS y deterioro de la autofagia mediada por NQO2. Esto indica que los inhibidores de NQO2 pueden tener un papel en el tratamiento de lesiones isquémicas que involucran la neurodegeneración oxidativa. Sin embargo, se necesitan más estudios para confirmar esta hipótesis.

*Nota IMPORTANTE: delantal de búsqueda Publica informes científicos preliminares que no han sido revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, orientar la práctica clínica o el comportamiento relacionado con la salud ni tratarse como información sólida.