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Abstract:
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O hormônio da tireóide (T3) exerce uma importante influência no desenvolvimento e maturação do SNC de mamíferos. Os efeitos do T3 no desenvolvimento neuronal são mediados pelos astrócitos, que secretam fatores solúveis e outras moléculas, como proteínas de MEC, modulando o crescimento de neuritos, proliferação e migração neuronal. Os astrócitos também participam ativamente do metabolismo neuronal. Por exemplo, os transportadores de glutamato astrocitários, GLAST e GLT-1, têm papel essencial na retirada de glutamato do espaço extracellular e na manutenção deste neurotransmissor em níveis fisiológicos no cérebro. No presente estudo, demonstramos que o T3 aumentou significativamente a captação de glutamato por astrócitos cerebelares, quando comparados às culturas sem o tratamento. A adição de LPDC e DL-TBOA, inibidores da captação de glutamato, aboliu a captação de glutamato tanto nos astrócitos tratados com T3 como nos controles. Além disto, os níveis de RNA mensageiro e de proteína para GLAST e GLT-1 em astrócitos foram aumentados após o tratamento com T3, embora não tenhamos observado diferenças significativas na distribuição destes transportadores. O efeito gliotóxico do glutamato nas culturas de astrócitos cerebelares foi abolido pelo tratamento com T3. Além disto, neurônios cerebelares cultivados sobre monocamadas de astrócitos tratados com T3 permaneceram viáveis em uma maior proporção após a adição de glutamato do que os cultivados sobre monocamadas astrocitárias controle, demonstrando um efeito neuroprotetor do T3. A expressão de sindecanas (1-4) em culturas de astrócitos de cerebelo, córtex cerebral e hipocampo de ratos neonatos foi analisada por RT-PCR. Nossos resultados demonstraram que as sindecanas 1-4 são expressas em astrócitos de cerebelo e córtex cerebral, enquanto que astrócitos de hipocampo expressam apenas as sindecanas 2 e 4. A análise por RT-PCR semiquantitativa demonstrou que a expressão das sindecanas 1, 2 e 4 foi reduzida e a expressão da sindecana 3 foi aumentada em cerebelos de ratos hipotireoideos, comparados aos tecidos normais. Observamos também redução na expressão das sindecanas 2 e 3 em astrócitos cerebelares tratados com T3, quando comparados às culturas não tratadas. Este balanço de PGs pode estar envolvido na ação do T3, mediada pela sinalização por FGF2. Demonstramos também, neste trabalho, que astrócitos hipotireoideos apresentam alterações na expressão e organização de fibronectina e laminina. Monocamadas de astrócitos hipotireoideos corresponderam a um microambiente pobre para o desenvolvimento neuronal do que astrócitos normais. O tratamento de astrócitos hipotireoideos com T3, recuperou o microambiente hipotireoideo, aumentando a área de cobertura por fibronectina e laminina. Em co-culturas de neurônios hipotireoideos sobre astrócitos hipotireoideos tratados com T3 foi observado maior número de neurônios e estes apresentando maior neuritogênese do que quando cultivados sobre astrócitos hipotireoideos não tratados. O meio condicionado de astrócitos hipotireoideos tratados com T3 também promoveu sobrevivência e neuritogênese em neurônios hipotireoideos. Nossos resultados demonstram que os efeitos do T3 na morfogênese astrocitária podem modular o desenvolvimento neuronal por diferentes mecanismos, como regulação dos níveis extracelulares de glutamato, e modulando contatos diretos célula-célula e célula-MEC. Thyroid hormone (T3) has a significant influence on the development and maturation of the mammalian SNC. T3 modulates neuronal development in an astrocyte-mediated manner, secreting soluble factors and other molecules, as ECM proteins, and regulating neurite outgrowth, neuron proliferation and migration. Astrocytes also participate actively in the neuronal metabolism. For example, astrocytic glutamate transporters, GLAST and GLT-1, play an essential role in the clearance of the neuronal-released glutamate from the extracellular space and are essential for maintaining physiological extracellular glutamate levels in the brain. In the present study, we showed that T3 significantly increased glutamate uptake by cerebellar astrocytes when compared to control cultures. Inhibitors of glutamate uptake, such as L-PDC and DL-TBOA, abolished glutamate uptake on control or T3-treated astrocytes. T3-treatment of astrocytes increased both mRNA levels and protein expression of GLAST and GLT-1, although no significant changes on the distribution of these transporters were observed. The gliotoxic effect of glutamate on cultured cerebellar astrocytes was abolished by T3-treatment of astrocytes. In addition, the neuronal viability against glutamate challenge was enhanced on T3- treated astrocytes, showing a putative neuroprotective effect of T3. We also analyzed the modulation of sindecans expression by thyroid hormone via RT-PCR in astrocytes cultures from cerebellum, cortex and hippocampus of newborn rats. Our results showed that syndecans (1-4) are expressed in astrocytes of cerebellum and cortex, whereas in hippocampus only syndecans 2 and 4 were detected. Semi-quantitative RT-PCR analysis revealed reduced expression of syndecans 1, 2 and 4, and increased expression of syndecan 3 in hypothyroid cerebellum, when compared to the euthyroid tissue. Furthermore, we observed a reduced expression of syndecans 2 and 3 in T3-treated cerebellar astrocytes, when compared to non-treated culture. This balance of PGs may be involved in T3 action mediated by FGF2 signaling. Moreover, we demonstrated that hypothyroid astrocytes showed an altered expression and organization of fibronectin and laminin. As expected, astrocytes hypothyroid represented a poor microenvironment to neuronal development than the normal ones. The T3-treatment recovered the microenvironment hypothyroid, increasing the covered area by fibronectin and laminin. In addition, hypothyroid neurons cultivated on T3-treated hypothyroid astrocytes had an increase in the number of cells and presented longer neurites than the cells cultured on astrocytes monolayers without T3. The conditioned medium of T3-treated hypothyroid astrocytes also promoted survival and neuritogenesis in hypothyroid neurons. Taken together our results demonstrate that the T3 effects on astrocytic morphogenesis may influence neuronal development by different mechanisms as regulating the glutamate extracellular levels and secreting ECM proteins modulating direct cell to cell or cell to ECM contacts. |
