Efeito protetor do γ-orizanol em um modelo de doença de parkinson induzida por rotenona em Drosophila melanogaster

Abstract

Doença de Parkinson (DP) é a segunda doença neurodegenerativa mais comum no mundo, afetando cerca de 1% dos adultos com mais de 60 anos. A DP está relacionada com a degeneração de neurônios dopaminérgicos principais componentes da substância negra cerebral, concomitantemente, com a disfunção do complexo I mitocondrial e o estresse oxidativo que desempenham um papel crucial na patogênese desta doença. A rotenona (ROT) é um pesticida natural e muito utilizado para induzir fenótipo de DP em modelos animais, por ser lipofílico pode atravessar facilmente a barreira hematoencefálica causando disfunção do complexo I mitocondrial e possível morte de neurônios dopaminérgicos. Dentre as várias aplicações terapêuticas dos antioxidantes, ressalta-se sua ação neuroprotetora, uma vez que o sistema nervoso central exibe uma maior vulnerabilidade e susceptibilidade aos insultos oxidativos, o γ-orizanol (ORY) é um produto natural composto por uma mistura de ésteres de ácido ferúlico extraídos a partir do óleo de farelo de arroz, e é bem descrito na literatura por possuir propriedades antioxidantes. Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar um possível efeito neuroprotetor do γ-orizanol sobre alterações comportamentais e bioquímicas causadas pela exposição crônica de Drosophila melanogaster a rotenona. A mosca da fruta Drosophila melanogaster, é uma espécie alternativa à utilização de modelos mamíferos que vem sendo usada com bastante confiabilidade na reprodução de modelos de disfunção dopaminérgica. As moscas (de ambos os sexos) com idades compreendidas entre 1 a 5 dias de idade foram divididos em quatro grupos de 50 moscas cada um: (1) de controle, (2) ORY 25 μM, (3) ROT 500 μM, (4) ORY 25 μM + ROT 500 μM. As moscas foram concomitantemente expostos a uma dieta contendo ROT e ORY durante 7 dias de acordo com os seus respectivos grupos. Após o tratamento foram feitas as analises comportamentais e bioquimicas. Como resultados, verificamos que o ORY ofereceu proteção contra as alterações locomotoras causadas por ROT, além de prevenir a mortalidade induzida por rotenona, protegeu contra geração de estresse oxidativo e disfunções mitocondriais além de otimizar as defesas antioxidantes celulares. Nossas descobertas apontam uma restauração dos déficits colinérgicos, e nos níveis de dopamina fornecida por pelo tratamento com ORY. Em conclusão, os presentes resultados mostram que ORY é eficaz na redução da toxicidade induzida ROT em Drosophila melanogaster, o que mostrou uma ação neuroprotetora, possivelmente devido à presença dos componentes de antioxidantes tais como o ácido ferúlico.

Parkinson's disease (PD) is the second most common neurodegenerative disease in the world, affecting about 1% of adults over 60 years. The DP is linked to the degeneration of dopaminergic neurons main components of the substantia nigra brain, concurrently with mitochondrial complex I dysfunction and oxidative stress play a crucial role in the pathogenesis of this disease. The rotenone (ROT) is a natural pesticide, and used to induce PD phenotype in animal models, being lipophilic can easily cross the blood-brain barrier dysfunction causing mitochondrial complex I and possible death of dopaminergic neurons. Among the various therapeutic applications of antioxidants, it emphasizes its neuroprotective action, as the central nervous system displays a greater vulnerability and susceptibility to oxidative insults, the γ-oryzanol (ORY) is a natural product composed of a mixture of esters ferulic acid derived from rice bran oil, and is well described in the literature to possess antioxidant properties. The objective of this study was to investigate a possible neuroprotective effect of ORY on behavioral and biochemical changes caused by chronic exposure of Drosophila melanogaster the rotenone. The fly fruit Drosophila melanogaster, is an alternative species to the use of mammalian models that have been used quite reliable reproduction of dopaminergic dysfunction models. The flies (male and female) between the ages of 1 to 5 days of age were divided into four groups of 50 flies each: (1) control, (2) ORY 25 μM, (3) ROT 500 μM ( 4) ORY 25 μM + ROT 500 μM. The flies were simultaneously exposed to a diet containing ROT and ORY for 7 days according to their respective groups. After treatment were made behavioral and biochemical analysis. As a result, we find that the ORY offered protection against locomotor changes caused by ROT, and to prevent the mortality induced by rotenone, protected against the generation of oxidative stress and mitochondrial dysfunction and optimize cellular antioxidant defenses. Our findings point to a restoration of cholinergic deficits, and dopamine levels provided by the treatment ORY. In conclusion, the present results show that ORY is effective in reducing the ROT induced toxicity in Drosophila melanogaster, which showed a neuroprotective effect, possibly due to the presence of antioxidants components such as ferulic acid.