Pedro Augusto Carlos Magno Fernandes Regulação da produção hormonal da glândula pineal de ratos por moduladores do processo inflamatório. São Paulo 2009 Pedro Augusto Carlos Magno Fernandes Regulação da produção hormonal da glândula pineal de ratos por moduladores do processo inflamatório. Tese apresentada ao Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo, para a obtenção de Título de Doutor em Ciências, na Área de Fisiologia Geral. Orientador(a): Regina Pekelmann Markus Co-orientador(a):Valérie Simonneaux São Paulo 2009 Ficha Catalográfica Carlos Magno Fernandes, Pedro Augusto Regulação da produção hormonal da glândula pineal de ratos por moduladores do processo inflamatório. 142 páginas Tese (Doutorado) - Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo. Departamento de Fisiologia. 1. Melatonina 2. Eixo-imunepineal 3. Processo inflamatório I. Universidade de São Paulo. Instituto de Biociências. Departamento de Fisiologia. Comissão Julgadora: ________________________ Prof(a). Dr(a). ____________________________ Prof(a). Dr(a). _________________________ Prof(a). Dr(a). ____________________________ Prof(a). Dr(a). Prof(a). Dr(a). Orientador(a) Aos meus pais e amigos "O tempo que passas a rir é tempo que passas com os Deuses." Provérbio chinês “Os pés eu deixo no chão porque a cabeça eu gosto que avoe!” Alberto Magno Ghizzi AGRADECIMENTOS Esta é a parte mais difícil de materialização da presente tese. A magnitude dos sentimentos associada ao limite de espaço disponível desafia grandemente minha capacidade de síntese. Agradecendo, reverencio a interligação existente entre mim, meu trabalho e todos aqueles que deram as bases teóricas, emocionais e espirituais para o desenvolvimento da ciência e do pesquisador humano por traz dos resultados aqui apresentados. Agradeço, portanto, ao Deus que existente em cada um de vocês mesmo não possuindo palavras satisfatórias para descrever a importância que cada um de vocês teve e ainda tem em minha jornada. Família: minha verdade! A formação intelectual/emocional humanista que de vós recebi foi, é e sempre será fundamental para a expressão livre da minha verdade pessoal. Às minhas avós Célia (meu amor póstumo ao meu avô Augusto) e Cida (meu amor infantil e eterno ao meu avô Pedro), aos meus progenitores unos Guga-Ignês/Ignês-Guga, a minha amada irmã Anita (valeu pra você também Gordão), aos meus padrinhos Cristina e Zanzo (presentes de Deus), a todos os meus tios e tias e a todos os meus queridos (únicos em beleza e verdade) primos e primas o meu muito obrigado! Amigos: minha força! Abençoado em família sou privilegiado também por possuir amigos sinceros. Nasci com esta graça! Agradeço novamente a pessoas como o Guigão, o Neto, o Alberto, a Carolina, a Ana Luiza, a Vitorinha, o André, a Juju, o Gabriel, a Lívia, a Andréia, a Gabi e todos os meus primos e parentes que amo incondicionalmente! Neste parágrafo agradecerei à minha segunda família; aquela que escolhi e me escolheu. Agradeço então, de forma especial: o Cadão, a Dani Simoni, o Lukito, o Pet, o Portuga, a Lelê, a Raposona, o Danadas, a Fezinha, a Camila, a Batatinha, a Dridri, a Pow, o Savinho, o Didi, a Catú, a Marcella, a Mayumi, a Marisa, a Gisele, a Carlota, o Gregory, o Ewout, a Corina, a Kasia, o Jorge, a Domitille, a Orélie, a Aurore, o Léo, a Celina, a Cíntchan, o Tchelão, o Harukão, o Brou, o mister Anderson (Nei), a Luisa (Lú), o Pedro (diretor doidão), o Gui, todos os queridos amigos do grupo de teatro Smart Spirit, todos os amados mestres do grupo Ibis e todos que fizeram e fazem parte de minha vida. Orientadores: minha expressão! Agradeço aqui aos amigos que possibilitaram de maneira efetiva, empolgante e divertida a realização deste trabalho. À Regina Pekelmann Markus, à Valérie Simonneaux, à Zulma Ferreira e à Béatrice Bothorel, agradeço a orientação cuidadosa e gentil da minha formação enquanto pesquisador e ser humano pensante. Aos meus queridos companheiros de caminhada Erika, Eduardo, Débora, Daiane, Marco, Mara, Sam, Alex, Renato, Kelly, Claudinha, Claúdia, Cecília, Camila Cris e todos os outros que fazem e fizeram parte do laboratório de cronofarmacologia, deixo aqui registrado todo meu amor e admiração. Agradeço também a amigável acolhida de todos os integrantes do Laboratoire de Neurobiolgie des Rythmes do Institut des Neurosciences Cellulaires et Intégratives da Université Louis Pasteur, dentre eles, o senhor e a senhora Paul Pévet e Mireille Masson-Pévet e a pesquisadora Sylvie Raison. Agradeço, por fim, o fundamental apoio financeiro e científico da FAPESP (04/10922-3), CAPES/COFECUB e CNPq. ÍNDICE I. INTRODUÇÃO______________________________________________________ 1 1. Glândula Pineal _____________________________________________________ 1 1.1. Controle da produção de melatonina pela pineal_______________________ 4 2. Sistema oscilatório endógeno ________________________________________ 9 3. Moduladores do processo inflamatório ______________________________13 4. 3.1. Glicocorticóides e seus receptores _____________________________________ 16 3.2. TNF e ativação da via NF-κB ___________________________________________ 19 3.3. IFN-γ e ativação da via JAK-STAT _______________________________________ 21 Melatonina e sistema imune ________________________________________23 4.1. Relação adrenal-pineal________________________________________________ 26 II. OBJETIVOS _______________________________________________________ 28 III. MATERIAL e MÉTODOS ___________________________________________ 29 1. Animais ____________________________________________________________29 2. Drogas e reagentes_________________________________________________29 3. Preparo de drogas__________________________________________________31 4. Cultura de glândulas pineais ________________________________________31 5. Adrenalectomia ____________________________________________________32 6. Microdiálise intrapineal _____________________________________________32 7. Dosagem radioimunologica de corticosterona _______________________33 8. Dosagem radioimunológica de melatonina __________________________34 9. Extração protéica nuclear de glândula pineal de rato ________________34 10. Dosagem de proteína ______________________________________________35 11. Ensaio de eletromobilidade em Gel (EMSA) __________________________35 12. Extração de RNA ___________________________________________________36 13. RT-PCR _____________________________________________________________36 14. RT-PCR em tempo real ______________________________________________37 15. Ensaio de atividade enzimática da AA-NAT __________________________38 16. Ensaio de atividade enzimática da HIOMT ___________________________38 17. Ensaio de atividade enzimática da TPH ______________________________39 18. Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC) _____________________39 19. Análises estatísticas ________________________________________________40 IV. RESULTADOS ____________________________________________________ 41 1. 2. 3. Efeitos da corticosterona sobre a síntese de NAS e melatonina________41 1.1. Estudos in vitro _________________________________________________________ 41 1.2. Estudos in vivo _________________________________________________________ 45 Mecanismos de ação da corticosterona _____________________________50 2.1. inibição da captação extraneuronal de adrenalina ____________________ 50 2.2. Participação de receptores intracelulares de glicocorticóides __________ 51 2.3. Via de transcrição NF-κB _______________________________________________ 52 2.4. Efeito sobre a produção do transcrito aa-nat ___________________________ 54 2.5. Atividade enzimática __________________________________________________ 56 2.6. Adrenalectomia _______________________________________________________ 58 Citocinas Pró-inflamatórias__________________________________________60 3.1. IFN-γ___________________________________________________________________ 60 3.2. TNF____________________________________________________________________ 62 3.2.1. NAS e RNAm de AA-NAT, HIOMT e 14-3-3 _____________________________ 63 3.2.2. Síntese protéica e produção do transcrito aa-nat ____________________ 65 V. DISCUSSÃO ______________________________________________________ 67 1. Controle da via biossintética da melatonina pela corticosterona ______69 2. Mecanismos Celulares e Moleculares dos Glicocorticóides ___________71 3. Efeito de citocinas sobre a função pineal ____________________________73 4. Pineal enquanto um sensor da resposta imune inata__________________76 5. Eixo imune-pineal __________________________________________________77 VI. CONCLUSÕES ___________________________________________________ 82 VII. RESUMO________________________________________________________ 83 VIII. ABSTRACT______________________________________________________ 84 IX. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ___________________________________ 85 X. SÚMULA CURRICULAR ___________________________________________ 107 XI. TRABALHOS PUBLICADOS _______________________________________ 112 Lista de Abreviaturas [Ca2+] concentração de cálcio 5-HIAA ácido 5-hidroxindolacético 5-HT serotonina 5-HTP 5-hidroxitriptofano AA-NAT arilalquilamina N-acetiltransferase AC adenilil ciclase ACTH hormônio adrenocorticotrófico ADX adrenalectomia ALLN N-acetil-leucinil-leucinil-norleucinol-H AMP adenosina monofosfato AMPc - monofosfato cíclico de adenosina ATP adenosina trifosfato BCG Bacillus Calmett Guérin CBP CREB binding protein CHX cicloheximida COMT catecol-O-metiltransferase CORT corticosterona COX ciclooxigenase CRE elementos responsivos a AMPc CREB cyclic AMP response element binding DBD domínio de ligação ao DNA DMH núcleo dorsomedial do hipotálamo EMSA ensaio de eletromobilidade em Gel epm erro padrão da média GABA ácido γ-aminobutírico GAS IFN-γ-activated site GCS gânglio cervical superior GMP guanosina monofosfato GR receptores para glicocorticóides GRE regiões responsivas a glicocorticóides Gs proteína G estimulatória HIOMT hidroxi-indol-O-metiltransferase HPA eixo hipotálamo – hipófise – adrenal HPLC cromatografia líquida de alta eficiência hsp heat shock proteins Iκ κB proteína inibitória κB IFN-γγ interferon γ IKK Iκ κB quinase IL-1β β Interleucina 1 β IL-12 Interleucina 12 IL-18 Interleucina 18 IL-2 Interleucina 2 IL-6 Interleucina 6 IML porção intermédio lateral da medula iNOS sintase do óxido nítrico induzível IP3 diacilglicerol JAK Janus activated kinase LBD ligand binding domain LH hormônio luteinizante LPS lipopolissacarideo de bactérias Gram-negativas MAO monoaminoxidase MR receptores de mineralocorticóides MT1 receptor de melatonina do subtipo 1 MT2 receptor de melatonina do subtipo 2 NA noradrenalina NAS N-acetilserotonina NF-κ κB fator nuclear Kappa B NK natural killer nNOS sintase do óxido nítrico neuronal NO óxido nítrico NSQ núcleos supraquiasmáticos PDTC pirrolidinaditiocarbamato PKA II proteína quinase dependente de AMP cíclico II PKC proteína quinase dependente de Ca2+ PLC fosfolipase C PNMT fenil-etanolamina-N-metil transferase PVN núcleo paraventricular do hipotálamo RHD rel homology domain RIP receptor-interacting protein RT-PCR reação de polimerase em cadeia catalizada por trasncriptase reversa RU-486 mifepristone SAM S-adenosil-metionina SODD silencer of death domain STAT signal tranducer and activator of transcription TGF-β β transforming growth factor-beta Th-1 T helper TNF fator de necrose tumoral TPH1 triptofano hidroxilase 1 TRADD TNFR1-associated via death domain TRAF2 TNF receptor-associated factor 2 TSH hormônio estimulante da tireóide U-STAT unphosphorilated-STAT VIP peptídeo intestinal vasoativo VP vasopressina ZT zeitgeber time Introdução I. INTRODUÇÃO 1. Glândula Pineal A glândula pineal foi batizada pelo médico e filósofo Cláudio Galeno (131-200) em vista do seu formato de pineale que, em latim, quer dizer nó de pinho. O debate da época girava em torno da estrutura que seria responsável pelo fluxo da chamada “psico pneuma” entre os hemisférios cerebrais. Havia uma disputa se esta seria a função da pineal ou de uma estrutura vermiforme, como sugerido por Galeno. Já no século XVII o filósofo e matemático francês René Descartes (1596-1650), em um de seus tratados, disse que “há uma pequena glândula no cérebro, na qual a alma exerce suas funções mais particularmente do que nas outras partes” (Descartes, 1973; p.238). Ele dizia que esta glândula seria a pineal, que captaria o espírito do animal controlando movimentos corporais, sensações, memória e imaginação. Apesar de Descartes ter estudado as bases anatômicas da pineal, as proposições conceituais de Galeno é que foram comprovadas ao longo dos anos. Em humanos, esta glândula está localizada na parte rostro-dorsal da base do cérebro na junção entre o encéfalo e o cerebelo. Ela é uma estrutura epitalâmica derivada de células neuroectodérmicas e, a exemplo da retina, desenvolve-se a partir de uma invaginação do teto da parede do terceiro ventrículo (para revisão ver Duvernoy & Risold, 2007). Em roedores, está dividida em uma porção superficial localizada entre os hemisférios cerebrais, e outra profunda na base do cérebro, conectadas por um longo e fino pedúnculo (Vollrath, 1981). Em 1898, as observações pioneiras de Otto Heubner (pediatra alemão) sobre a associação entre tumor pineal e puberdade precoce em três meninas, levou à sugestão de que esta estrutura produziria um hormônio antigonadotrófico, colocando a glândula pineal como um elo no controle do sistema reprodutor. Na década de cinquenta, pesquisadores estabeleceram a ligação entre esta glândula e a reprodução ao estudarem os efeitos de extratos da pineal sobre úteros de ratas (Kitay & Altschule, 1954). Na sequência, no final 1 Introdução da década de cinquenta, Aaron Lerner isolou de pineais de bovinos um fator capaz de agregar melanóforos, a melatonina (Lerner et al., 1958), sintetizada a partir da serotonina (Lerner et al., 1959). Na década seguinte foi demonstrado o ritmo diário da síntese de serotonina (Quay, 1963) e melatonina (Quay, 1964) em pineais de ratos. A variação do fotoperíodo ao longo das estações do ano influencia vários aspectos da fisiologia interna e do comportamento reprodutivo de diversas espécies. Os primeiros trabalhos que mostraram os efeitos diferenciais da pineal sobre a capacidade reprodutiva de roedores usaram como modelo o hamster, cujas alterações sazonais na reprodução eram bem descritas (Hoffman et al., 1965). Quando estes animais são mantidos em fotoperíodo curto (ou cujos globos oculares são removidos) apresentam redução testicular que é revertida por pinealectomia (Hoffman & Reiter, 1965a). Este efeito não é observado em animais mantidos em fotoperíodo longo (Hoffman & Reiter, 1965b). Estes estudos foram pioneiros na demonstração da glândula pineal como controladora de processos fisiológicos temporalmente regulados. Atualmente, diversos trabalhos têm caracterizado esta glândula como um importante transdutor neuroendócrino que recebe a informação luminosa captada pela retina e integrada nos núcleos supraquiasmáticos (NSQ) e a retransmite para o resto do organismo por meio do pico noturno de melatonina (para revisão ver Simonneaux e Ribelayga, 2003). Estudos sobre a estrutura celular e morfológica da pineal bem como de seu desenvolvimento e diferenciação celular possibilitaram a caracterização de diferentes fenótipos celulares na glândula pineal. Em mamíferos são descritos cinco tipos básicos de células na pineal. O fenótipo celular mais abundante é o pinealócito, célula produtora de hormônio, identificada pela presença das enzimas da via biossintética da melatonina: arilalquilamina-N-acetiltransferase (AA-NAT) e hidroxindol-O-metiltransferase (HIOMT) (Pfeffer et al., 1999; Ribelayga et al., 1999). Os outros fenótipos celulares são: células intersticiais que expressam marcadores gliais (Calvo et al., 1988), fagócitos perivasculares que expressam proteínas de membrana características de macrófagos e microglia 2 Introdução (Pedersen et al., 1993; Sato et al., 1996), neurônios clássicos e peptidérgicos (para revisão ver Møller & Baeres, 2002). As células pineais organizam-se em grupos que se comunicam eletricamente (Schenda & Vollrath, 1998; Reuss, 1985). O padrão de comunicação entre as células é alterado por noradrenalina, acetilcolina e concentração de cálcio ([Ca2+]) extracelular (Schenda & Vollrath, 1999). Este padrão de organização, semelhante ao que ocorre em músculo liso (para revisão ver Brading, 2006), sugere que a informação neural chega a uma célula e é transmitida para as demais. Uma heterogeneidade entre os pinealócitos também foi constatada ao se estudar a função nitridérgica. Uma subpopulação de células expressa constitutivamente a sintase de óxido nítrico neuronal (nNOS, do inglês, neuronal nitric oxide synthase) e produz óxido nítrico (NO) após estimulação de adrenoceptores (Spessert et al., 1998). Estas células estão geralmente rodeadas de células nNOS negativas mas, que produzem guanosina monofosfato (GMP) cíclico quando estimuladas por NO sugerindo que as diferentes subpopulações celulares estejam trocando informações (Spessert et al., 1998). A principal inervação da glândula pineal é a simpática (Kapers, 1960), que libera os mediadores clássicos desta via, noradrenalina (Klein, 1985) e adenosina trifosfato (ATP) (Barbosa et al., 2000), e apresenta o peptídeo Y, já caracterizado em outros terminais simpáticos (para revisão ver Simonneaux & Ribelayga, 2003). Esta via será descrita em detalhes mais adiante, focalizando a síntese de melatonina. A glândula pineal também recebe projeções colinérgicas (Phansuwan-Pujito et al., 1999). Além disso, a glândula desnervada em cultura produz acetilcolina (Wessler et al., 1997). A ativação de receptores colinérgicos dos pinealócitos resulta na despolarização da membrana, aumento da [Ca2+] intracelular e secreção de glutamato (Letz et al., 1997; Yamada et al., 1998). A exemplo do que ocorre em outros sistemas (Reno et al., 2004), glutamato promove a liberação de glutamato em células da pineal (Kim et al., 2008). Interessante notar que este aminoácido provavelmente inibe a síntese de melatonina induzida por noradrenalina (Kus et al., 1994). 3 Introdução 1.1. CONTROLE DA PRODUÇÃO DE MELATONINA PELA PINEAL A melatonina é sintetizada a partir do triptofano, proveniente da circulação, que é inicialmente convertido a 5-hidroxitriptofano (5-HTP) sob a ação da triptofano hidroxilase 1 (TPH 1) (Lovenberg et al., 1967). Está é a enzima limitante da síntese de serotonina (5-HT), sendo sua atividade, em roedores, aumentada duas vezes na fase de escuro (Sugden, 2003). O 5-HTP é descarboxilado, através da enzima 5-HTP descarboxilase, dando origem à serotonina (Snyder & Axelrod, 1964), que é substrato de diferentes rotas metabólicas. A serotonina pode ser acetilada pela ação da enzima AA-NAT originando a N-acetilserotonina (NAS) (Axelrod & Weissbach, 1960; Voisin et al., 1984), que é metilada pela HIOMT formando a melatonina (Axelrod & Weissbach, 1960). A segunda via metabólica, considerada uma via de catabolismo, promove a deaminação oxidativa da serotonina pela monoaminoxidase (MAO) forma o ácido 5-hidroxindolacético (5-HIAA) (para revisão ver Simmoneuax & Ribelayga, 2003). O neurônio simpático que inerva a glândula pineal (Kapers, 1960) libera noradrenalina (NA) (Klein, 1985) que interage com receptores adrenérgicos α1 e β1 localizados nos pinealócitos. A liberação noturna de NA é 100 vezes maior que a diurna (Drijfhout et al., 1996) e o ritmo diário dos adrenoceptores β1 faz com que a maior densidade seja encontrada na transição claro/escuro (Romero & Axelrod, 1974; Panger et al., 1990). Estes receptores estão acoplados à proteína G estimulatória (Gs) e sua ativação induz a síntese de adenosina monofosfato (AMP) cíclico (Strada et al., 1972) induzindo um aumento de sua concentração de até 10x em relação ao basal (Vanecek et al., 1985). A estimulação simultânea de receptores adrenérgicos α1 e β1 promove um aumento adicional deste segundo mensageiro, devido ao cross-talk entre as vias inositol trifosfato (IP3) e AMP cíclico, visto que a atividade da adenilil ciclase (AC) é potenciada ao ser fosforilada por proteína quinase dependente de Ca2+ (PKC) (Tzavara et al., 1996). Em condições de higidez apenas os adrenoceptores β1 são ativados, visto 4 Introdução que o bloqueio dos adrenoceptores α1 não reduz a produção de melatonina (Tobin et al., 2002). Já em condições de resposta à injúria, quando o eixo hipotálamo – hipófise – adrenal (HPA) é ativado, há um aumento da quantidade de noradrenalina disponível na fenda sináptica (Sabban et al., 2004; Serova et al., 2008), o que poderia resultar na ativação dos dois subtipos de receptores. Os nervos conários, quando estimulados, também liberam ATP (Barbosa et al., 2000) que, ativando receptores purinérgicos P2Y1, levam à ativação da via dependente de IP3 (Ferreira et al., 2003). Estes experimentos foram todos feitos in vitro e ainda não há confirmação da relevância destes receptores na atividade regular de glândulas pineais in vivo. O aumento de AMP cíclico após estimulação β1-adrenérgica ativa a proteína quinase dependente de AMP cíclico II (PKA II) (Klein et al., 1970). A fosforilação do fator de transcrição CREB (do inglês, cyclic AMP response element binding) facilita a sua ligação a elementos responsivos ao AMP cíclico (CRE) presentes nos promotores das enzimas TPH 1 (Besançon et al., 1996 e 1997) e AA-NAT (Baler et al., 1997; Burke et al., 1999) aumentando a formação dos respectivos transcritos (Klein et al., 1997). A fosforilação das enzimas TPH 1 (Gastel et al., 1998) e AA-NAT (Ganguly et al., 2002) aumenta a atividade das mesmas. Portanto, AMP cíclico atua sobre a via biossintética da melatonina induzindo a transcrição dos genes e as atividades das enzimas TPH 1 e AANAT. A fosforilação da AA-NAT impede sua degradação por proteassomas levando a um acúmulo citoplasmático desta enzima (Coon et al., 2002). É preciso ressaltar que o aumento sobre TPH 1 é muito menor que o observado para a AA-NAT, que é praticamente indetectável na fase de claro. O papel da AA-NAT como enzima chave na síntese e liberação de melatonina é conhecido desde a década de oitenta (Klein, 1985). De fato, em todas as espécies estudadas até o momento, a atividade da AA-NAT é baixa durante o dia e bastante elevada na fase de escuro, independente do animal ser de hábito diurno (Reiter et al., 1984) ou noturno (Klein & Weller, 1970). O equilíbrio dinâmico do conteúdo da enzima AA-NAT é determinado pelo controle da síntese do RNAm e da degradação da proteína por dois 5 Introdução mecanismos moleculares, dependentes de AMP cíclico e ativação de PKA II. Como mencionado anteriormente, um mecanismo envolve o controle do conteúdo de RNAm da AA-NAT por meio da regulação da sua transcrição (Klein et al., 1997) e/ou da degradação da mensagem (Guillaumond et al., 2000) e o outro mecanismo envolve a inibição da proteólise desta enzima (Ganguly et al., 2001). Em algumas espécies a alteração na transcrição do gene da AA-NAT ocorre em base circadiana. Em roedores, onde este mecanismo é mais evidente, a diferença no conteúdo de RNAm da AA-NAT entre o dia e a noite chega a ser superior a 100 vezes (Borjigin et al., 1995; Coon et al., 1995). Como foi visto, o CREB fosforilado liga-se ao seu elemento responsivo, localizado na região promotora e no primeiro íntron do gene da AA-NAT, ativando a sua transcrição (Coon et al., 2001). O aumento do conteúdo de RNAm da AA-NAT é seguido pelo aumento nos níveis protéicos e de atividade da enzima (Klein et al., 1997). Recentemente, foi demonstrado que a fosforilação do resíduo 31 (treonina) é uma etapa fundamental para o aumento da atividade da enzima AA-NAT, pois permite a sua ligação com a proteína 14-3-3 formando um complexo proteína/proteína estável que expõem o sítio de ligação da enzima ao seu substrato (Coon et al., 2001; Ganguly et al., 2001, Klein et al 2002). A fosforilação da enzima AA-NAT e sua formação de complexo com a 14-3-3 são os mecanismos que a protegem contra a degradação por proteossomas citosólicos (Gastel et al., 1998; Ganguly et al., 2002). Detalhes sobre a via biossintética da melatonina na figura 1. A análise molecular da ativação noturna da AA-NAT tem sido realizada em ratos (Borjigin et al., 1995; Roseboon & Klein, 1995; Roseboon et al., 1996; Baler et al., 1997; Gastel et al., 1998; Ganguly et al., 2001) e em outros roedores de hábito noturno, como hamster (Gauer et al., 1999) e camundongos (Foulkes et al., 1986; Roseboom et al., 1998). Em todos os roedores estudados foi observado um controle na transcrição do gene da AA-NAT. Por outro lado, a regulação desta enzima em ungulados e primatas é diferente. Em ovelhas (Coon et al., 1995), bovinos (Craft et al., 1999) e primatas (Klein et al., 1997) não há variação 6 Introdução diária da quantidade de RNAm, mas sim do conteúdo da proteína. Neste caso está em operação apenas o segundo mecanismo regulatório dependente de AMP cíclico, ou seja, a inibição da proteólise de AA-NAT (Gastel et al., 1998). O aumento noturno dos níveis protéicos e da atividade da AA-NAT depende de mecanismos regulatórios pós-transducionais. Assim, em bovinos e humanos a proteína da AA-NAT é sintetizada continuamente a partir do RNAm e destruída por proteólise proteassomal durante o dia. Durante a noite, a produção de AMP cíclico induzida por noradrenalina protege a AA-NAT de proteólise e permite seu acúmulo citoplasmático, ativação e consequente síntese de melatonina (Schomerus et al., 2000). Considerando estas diferenças na regulação da AA-NAT, foi sugerido que a síntese de melatonina poderia ser controlada de maneira diferente em roedores de hábito noturno ou diurno. Simonneaux e colaboradores testaram esta hipótese analisando as bases genéticas da ativação da AA-NAT e a síntese de melatonina na glândula pineal do roedor de hábito diurno Arvicanthis ansorgei. Esta é uma espécie de roedor africano que apresenta atividade diurna também nas condições controladas de laboratório. O gene da AA-NAT nesta espécie mostrou 86% de homologia ao gene clonado do rato Wistar (Rattus novergicus), animal de hábito noturno. O perfil diário do RNAm da AA-NAT, a regulação noradrenérgica da atividade da enzima e a síntese de melatonina foram similares em ambas as espécies de roedores (Garidou et al., 2002). Em outras palavras, os autores mostraram que a estimulação com agonista de adrenoceptor β durante a fase de claro leva a um aumento da produção de melatonina e esta é bloqueada com a administração noturna de propranolol (antagonista β). Além disso, a capacidade da melatonina de atuar sobre o relógio é semelhante nos dois modelos. Em animais mantidos em escuro constante (livre-curso), a infusão diária de melatonina arrasta, por exemplo, o ritmo circadiano de atividade locomotora (Slotten et al., 2002). Portanto, tanto os roedores de hábito noturno quanto os de hábito diurno têm mecanismos semelhantes de produção do hormônio que marca a noite, e este atua sobre o relógio da mesma forma. 7 Introdução Figura 1. Controle noradrenérgico da produção de melatonina pela glândula pineal de ratos. A liberação noturna de NA pelas fibras simpáticas provenientes do gânglio cervical superior ativa receptores adrenérgicos dos subtipos α1 e β. Os receptores βadrenérgicos são receptores de sete domínios transmembrânicos acoplados à proteína Gs que, quando ativados, induzem a conversão de ATP em AMP cíclico (AMPc) pela adenilil ciclase (AC). Os receptores do subtipo α1–adrenérgico também são de sete domínios transmembrânicos, mas acoplados à proteína Gq que ativa a fosfolipase C (PLC) induzindo a produção de inositol trifosfato (IP3) que, por sua vez, induz o aumento intracelular de cálcio levando a ativação da PKC. A PKC aumenta a produção de AMP cíclico modulando positivamente a AC. O aumento de AMP cíclico ativa PKA que fosforila o fator de transcrição CREB. Este fator vai ao núcleo e ativa a transcrição do RNA mensageiro da enzima AA-NAT. Uma vez transcrita e traduzida a AA-NAT pode ser degradada por ação proteassomal ou então fosforilada pela PKA. Quando fosforilada ela se liga à proteína 14-3-3 que a protege da degradação e altera sua conformação expondo seu sítio ativo. Uma vez ativada, AA-NAT converte a 5-HT originada do metabolismo do aminoácido triptofano em NAS que, pela ação da enzima HIOMT, forma melatonina. Tanto melatonina quanto NAS são liberadas na corrente sanguínea. 8 Introdução 2. Sistema oscilatório endógeno A glândula pineal e seu principal hormônio, a melatonina, desempenham um papel chave na sincronização de ritmos endógenos do organismo ao ciclo claro-escuro ambiental. A síntese de melatonina é sincronizada pela luz, sendo que este hormônio age tanto sobre o relógio biológico - NSQ - quanto sobre diferentes elementos do sistema biológico, tendo assim uma ação pleiotrópica. A seguir será apresentado como o sistema oscilatório endógeno de mamíferos controla a produção de melatonina pela glândula pineal e a produção de glicocorticóides pelas adrenais, por serem os hormônios relevantes para esta tese. Os seres vivos, na sua forma mais simples, como os seres unicelulares, até sua forma mais complexa, como os vertebrados, são estruturados no tempo e no espaço. A maioria dos parâmetros bioquímicos, fisiológicos e comportamentais dos organismos apresenta flutuações diárias que persistem sob condições constantes, indicando a incorporação de osciladores endógenos aos sistemas responsivos às variações cíclicas ambientais. A principal função resultante desta característica é a organização do decurso temporal das funções biológicas de modo a antecipar as mudanças cíclicas ambientais de acordo com o hábito de vida do indivíduo (Menaker et al., 1997). A endogenicidade dos ritmos biológicos é conhecida há muito tempo. Jean Lacques de Mairan, em 1729, constatou que o movimento diário de abertura e fechamento dos folíolos de uma planta da família da Mimosa é mantido mesmo em um ambiente desprovido de variação circadiana de claro e escuro. Contudo, os ritmos endógenos são ajustáveis aos ritmos externos por meio do processo de arrastamento que consiste, resumidamente, na modificação do período e da fase de um oscilador circadiano por ritmos ambientais. Aschoff em 1960 foi quem primeiro cunhou o termo zeitgeber (doador de tempo, em alemão) para os ciclos ambientais capazes de promover este arrastamento, sendo o ciclo claro/escuro ambiental o principal zeitgeber dos mamíferos (para revisão ver Menaker et al., 1997). 9 Introdução No centro dos sistemas que controlam e regulam os ritmos endógenos dos vertebrados estão três tipos de estruturas funcionais que se interconectam em um sistema oscilatório central. A primeira capta a informação do oscilador externo (zeitgeber) e a transmite para um controlador central (relógio biológico central) que ajusta a sua ritmicidade intrínseca ao meio ambiente e regula o funcionamento das estruturas responsáveis pela propagação da informação para o resto do organismo. No caso dos mamíferos, células ganglionares especializadas da retina captam as informações fóticas ambientais por meio do pigmento fotorreceptor melanopsina (Provencio et al., 2000) e as transmite via trato retino-hipotalâmico para os NSQ (Hattar et al., 2002). Os NSQ, por meio de projeções neuronais específicas (que serão mais bem abordadas adiante) modulam a ritmicidade dos osciladores periféricos, dentre eles, a glândula pineal. Como comentado, os NSQ constituem uma das estruturas anatômicas mais importantes na geração e manutenção de ritmos circadianos em mamíferos. A lesão dos NSQ resulta na perda de vários ritmos circadianos em diferentes funções ou vias metabólicas como, por exemplo, locomoção, ingestão de líquidos (Schwartz et al., 1980), produção de corticosterona pela adrenal de ratos (Moore & Eichler, 1972) e produção de melatonina pela glândula pineal (Moore & Klein, 1974). Como podemos observar na figura 2, os diversos ritmos endógenos controlados pelos NSQ apresentam períodos e fases próprias em relação ao zeitgeber ambiental. Estas diferenças podem ser parcialmente explicadas pelo fato dos NSQ emitirem projeções para diferentes regiões do sistema nervoso central. As projeções que aferentam neurônios endócrinos, neurônios préautonômicos e interneurônios são bem descritas (para revisão ver Kalsbeek et al., 2006). Além disso, trabalhos que avaliaram a eletrofisiologia e a biologia molecular revelam a existência de subpopulações neuronais nos NSQ (La Iglesia et al., 1999) que se projetam para regiões diferentes e produzem neurotransmissores específicos e com acrofases próprias (Saeb-Parsy & Dyball, 2003). Pelo menos quatro subdivisões dos NSQ são conhecidas em relação às 10 Introdução suas diferentes acrofases. A primeira subpopulação neuronal apresenta acrofase em ZT 2 (zeitgeber time, ZT 0 é definido como sendo o começo da fase de luz), produz vasopressina (VP) e ácido γ-aminobutírico (GABA) e inibe a produção de glicose hepática e corticosterona. A segunda possui acrofase em ZT 6 (acredita-se que de 50 a 60 % dos neurônios dos NSQ façam parte deste grupo), produz GABA e inibe o pico noturno de melatonina. Há ainda mais duas populações de neurônios com acrofases em ZT 10 e ZT 18 cujos neurotransmissores não são conhecidos. A primeira (ZT 10) modula a produção de corticosterona ativando o eixo HPA e a segunda (ZT 18) o pico noturno de melatonina (para revisão ver Kalsbeek et al., 2006). Os NSQ controlam as poduções de melatonina e corticosterona a partir de vias que apresentam congruências e diferenças anatômicas. Com relação à síntese circadiana de melatonina os NSQ enviam projeções para o núcleo paraventricular do hipotálamo (PVN, do inglês, paraventricular nucleus) que, por sua vez, projeta-se para a porção intermédio lateral (IML) da medula espinhal. A partir daí, via gânglio cervical superior (GCS), a informação é passada para a glândula pineal induzindo a produção de melatonina. Já a produção rítmica de corticosterona é estimulada pelos NSQ tanto por uma via neuroendócrina, que passa pelo núcleo dorsomedial do hipotálamo (DMH, do inglês, dorsomedial nucleus of hypothalamus) (Teclemariam-Mesbah et al., 1999; Buijs & Kalsbeek, 2001; Kalsbeek & Buijs, 2002), quanto por uma via autonômica composta pelo PVN e pela porção IML da medula (Buijs et al., 1999; Ulrich-Lai et al., 2006). Os neurônios projetados a partir dos NSQ para a divisão autonômica do núcleo paraventricular são VIPérgicos (do inglês, vasoactive intestinal peptide), vasopressinérgicos (Buijs et al., 1999) e GABAérgicos (Kalsbeek et al., 1993). A estimulação de receptores GABAérgicos reduz o fluxo simpático na fase de escuro e inibe o aumento noturno de melatonina. Confirmando esta observação, o bloqueio GABAérgico do PVN ou a ablação dos NSQ elevam a concentração do RNAm da AA-NAT na fase de escuro (Kalsbeek et al., 2000). Em resumo, durante o claro, a ativação das fibras GABAérgicas provenientes dos NSQ inibe 11 Introdução o tráfego simpático resultando no bloqueio da produção de melatonina (para revisão ver Simonneaux & Ribelayga, 2003). Corticosterona TSH 3 (ng/mL) (ng/mL) 120 80 40 0 0 6 12 18 2 1 0 24 0 6 LH (ng/mL) (ng/mL) 4 300 200 100 2 0 6 12 18 0 24 0 6 12 18 24 Melatonina Leptina 100 (% do pico) 5 (ng/mL) 24 Prolactina 6 4 3 2 1 0 18 400 8 0 12 0 6 12 18 Zeitgeber (h) 24 80 60 40 20 0 0 6 12 18 24 Zeitgeber (h) Figura 2. Ritmos hormonais de mamíferos de hábito noturno. Esquema baseado em dados apresentados por Kalsbeek e col, (2006) mostrando os diferentes ritmos de produção circadiana dos hormônios corticosterona, hormônio estimulante da tireóide (TSH), hormônio luteinizante (LH), prolactina, leptina e melatonina. Nesta figura podemos observar que, em animais de hábito noturno, o pico de corticosterona, LH, prolactina e leptina ocorrem próximo à transição claro/escuro e o de melatonina está todo localizado na fase de escuro. Por outro lado, também é exemplificado um hormônio, TSH, que tem um ritmo ultradiano apresentando dois picos, um no meio da fase de claro e outro no meio da fase de escuro. Com relação à produção de corticosterona, o PVN é responsável pelo controle da neuro e adeno-hipófise. As grandes células hipotalâmicas que se localizam ao redor do terceiro ventrículo enviam axônios diretamente para a hipófise posterior onde os terminais liberam ocitocina e vasopressina. Células menores, da mesma área, aferentam os núcleos dorsomediais do hipotálamo e secretam neurotransmissores específicos no sistema porta-hipofisário anterior (para revisão ver Kalsbeek et al., 2006). Estes fatores induzem a secreção de 12 Introdução hormônios da adeno-hipófise, entre eles o hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) responsável pela estimulação do córtex da adrenal. Além do controle endócrino os NSQ também controlam a produção de corticosterona por via neural. A projeção do PVN para a porção IML da medula não só alcança o gânglio cervical superior, mas também chega ao córtex da adrenal (Buijs et al., 1999), à glândula tireóide (Kalsbeek et al., 2000) e ao fígado (La Fleurs, 2000) controlando por uma via neural direta, e não pela clássica via neuroendócrina, a secreção de corticosterona. Por fim, a administração de oligonucleotídeos antisenso para VIP nos NSQ bloqueia temporariamente o ritmo circadiano da secreção de corticosterona, mas não altera os picos de corticosterona relacionados com estresse (Scarbrough et al., 1996). Um pulso de luz durante a fase de escuro reduz os níveis plasmáticos de melatonina e de corticosterona em ratos, sem modificar os níveis plasmáticos de ACTH. Já a ablação dos NSQ, que aumenta per se os níveis de corticosterona (Buijs et al., 1993), impede que um pulso de luz na fase de escuro leve a uma redução da corticosterona (Buijs et al., 1999). Se, no mesmo intervalo de tempo, ao invés de ser apresentado ao animal um pico de luz, este for colocado em um ambiente novo (forma de estresse) ocorre um aumento de corticosterona e uma elevação do pico de ACTH. Assim sendo, os NSQ utilizam uma via neural para enviar sua mensagem sobre a iluminação ambiental não somente para a pineal, mas também para a adrenal através de eferências do sistema nervoso autônomo simpático (Fig. 3). 3. Moduladores do processo inflamatório Assim como a organização temporal dos organismos garante a sobrevivência dos indivíduos em situações de higidez, durante o combate a injúrias, diversos moduladores são produzidos de maneira temporalmente padronizada, de modo a garantir que a montagem e a resolução do quadro ocorram apropriadamente. A resposta imune inata é a primeira linha de defesa do organismo contra agentes injuriantes. Seu objetivo é induzir a migração 13 Introdução leucocitária ao tecido injuriado de forma a eliminar o agente agressor e, quando necessário, recompor o tecido alterado. melatonina pineal GCS PVN claro/escuro NSQ IML CRH retina ACTH Adrenal Glicocorticóides Figura 3. Controle da produção circadiana de melatonina e de corticosterona pelo sistema oscilatório endógeno. Esquema baseado no apresentado por Schultz & Kay (2003) sobre a produção de melatonina e corticosterona em roedores de hábito noturno. A informação fótica ambiental captada pela retina chega aos núcleos supraquiasmáticos (NSQ) pelo trato retino-hipotalâmico e é retransmitida para o núcleo paraventricular do hipotálamo (PVN). O PVN envia então aferências para a coluna intermédio lateral que, via gânglio cervical posterior (GCS), induz a síntese noturna de melatonina. O PVN controla a produção de corticosterona da adrenal por uma via neuronal direta pela porção IML da medula ou então por uma via neuroendócrina que resulta na produção e liberação sistêmica de ACTH pela hipófise. Macrófagos residentes são as primeiras células a reagirem produzindo a citocina pró-inflamatória TNF (do inglês, tumor necrosis factor; considerações sobre a nomenclatura desta citocina serão descritas adiante) que recruta novas células para o foco inflamatório. Do mesmo modo, as células NK (do inglês, natural killer) são linfócitos que matam células infectadas e produzem interferon gama (IFN-γ) que, por sua vez, ativam novos macrófagos (Medzhitov & Janeway, 2000). Um exemplo disto é que macrófagos estimulados por IFN-γ 14 Introdução produzem coestimuladores que aumentam a ativação de células T e a produção de interleucina 12 (IL-12) e esta citocina induz a produção de mais IFN-γ por este tipo celular (para revisão ver Abbas & Lichtman, 2005). As citocinas produzidas nesta fase estimulam a natureza da resposta adaptativa subsequente. Durante quadros de infecções severas como observadas, por exemplo, na sepsis, a produção excessiva de citocinas circulantes pode causar à morte do hospedeiro (para revisão ver Hack et al., 1997) ficando claro que o controle temporal e da magnitude de suas produções devam ser bem regulados. O contraponto da resposta pró-inflamatória é dado pela ação de moduladores anti-inflamatórios, como os glicocorticóides. Na verdade, a dinâmica de um processo de defesa traz em seu cerne a ativação do eixo HPA. Citocinas como TNF e IFN-γ são capazes de ativar este eixo (para revisão ver Turnbull & Rivier, 1999) integrando o mecanismo de autocontrole exercido pelos glicocorticóides sobre o processo inflamatório. Em roedores inflamados com lipopolissacarídeo de bactérias Gram-negativas (LPS) o pico de produção plasmática de TNF (Wu et al., 2001; Carrillo-Vico et al., 2005) ocorre após duas horas e o de IFN-γ após seis horas da administração do agente agressor (Carrillo-Vico et al., 2005). Já os glicocorticóides atingem seu pico de concentração plasmática três horas após a administração de LPS (Nadeau & Rivest, 2003). Como será explicado adiante, os glicocorticóides atuam via receptores citoplasmáticos para glicocorticóides (GR, do inglês, glucocorticoid receptor); a citocina TNF pela via, dentre outras, do fator de transcrição nuclear κB (NF-κB, do inglês, nuclear factor κB) e o IFN-γ principalmente pela via das STATs (do inglês, signal tranducer and activator of transcription; para revisão ver Abbas & Lichtman, 2005). Estas vias, centrais no controle de processos inflamatórios, são capazes de se comunicar entre si, de forma que o cross-talk entre elas é mais um mecanismo de regulação da resposte imune inata (para revisão ver De Bosscher et al., 2003). Muitas outras vias e moduladores pró e anti-inflamatórios são importantes no controle de respostas de defesa, contudo serão detalhados a seguir os mecanismos de ação dos glicorticóides, TNF e IFN-γ e suas respectivas 15 Introdução vias de sinalização por serem os agentes do processo inflamatório relevantes no contexto desta tese. 3.1. GLICOCORTICÓIDES E SEUS RECEPTORES A produção hormonal de glicocorticóides pelas glândulas adrenais é responsável pelo controle temporal e/ou pontual de processos fisiológicos em situações de higidez ou patológicas. A produção circadiana deste hormônio via controle neuronal direto, está associada com a transição da fase de repouso para a de atividade de mamíferos. Esta regulação envolve, por exemplo, o metabolismo de glicose/lipídios, a deposição de glicogênio no fígado e o controle da pressão sanguínea (para revisão ver Buckingham, 2006). Por outro lado, a via neuro-endócrina regula a produção de glicocorticóides em resposta a diferentes formas de injúrias (inflamatórias ou não). Os glicocorticóides atuam em diferentes etapas de um processo inflamatório. Estes hormônios controlam, por exemplo, a resposta vascular e a mobilização de células imunocompetentes para o foco inflamatório por regular a produção de prostaglandinas, NO, neuropetídeos (Cato & Wade, 1996; Reichardt & Schutz, 1998; Moynagh, 2003) e moléculas de adesão (Cavalcanti et al., 2006). Os glicocorticóides inibem os efeitos de citocinas inflamatórias que atuam, por exemplo, pelas vias de sinalização JAK (do inglês, Janus activated kinase)-STAT (Rhen & Cidlowski, 2005) e NF-κB (Reichardt et al., 1998). Os glicocorticóides intracelulares, os interagem receptores de com duas classes mineralocorticóides de (MR, receptores do inglês, mineralocorticoids receptors) e os GR (Krozowski & Funder, 1983). Estes ligantes têm alta afinidade por MR (Reul & De Kloet, 1985), fazendo com que estes receptores estejam ativados tonicamente. A ativação de GR é obtida por altas concentrações de glicocorticóides que são atingidas a partir da estimulação do HPA. A interação do hormônio adrenal com GR localizados no hipotálamo é um dos passos da autorregulação do eixo HPA, visto que leva a uma diminuição da síntese de ACTH e reduz o estímulo sobre a adrenal. O eixo 16 Introdução HPA é ativado em situações de alerta e estresse. Estes receptores são dessensibilizados por alta concentração de ligante, o que pode resultar num aumento da concentração circulante de glicocorticóides (para revisão ver De Kloet et al., 1998). Os GR pertencem à super família dos receptores de hormônios esteroidais e sua ligação ao hormônio correspondente facilita a transferência do complexo para o núcleo (Kumar & Thompson, 2003). Na ausência do hormônio, GR inativos encontram-se complexados com moléculas chaperonas (sendo as mais importantes as heat shock proteins hsp90 e hsp70) e cochaperonas (imunofilinas, hsp40, p60 e p23 dentre outras; Ditmar et al., 1997) que podem modular positivamente ou negativamente a ação deste receptor (De Bosscher et al., 2003). A ativação promove a hiperfosforilação, desligamento das proteínas de choque térmico e uma mudança conformacional que favorece a localização do complexo ligante/receptor no núcleo. No núcleo, os receptores para glicocorticóides, na forma de homodímeros, ligam-se com o auxílio de proteínas chaperonas (hsp90 e p23) à regiões específicas de genes alvos (para revisão ver De Franco & Csermely, 2000). O GR é uma proteína modular composta por porções funcional e estruturalmente especializadas. Estes receptores possuem um domínio de ligação ao DNA (DBD, é responsável também pela sua dimerização), um domínio que reconhece o ligante e outros dois (AF1 e 2) responsáveis pela atividade transcricional (Schoneveld et al., 2004). O domínio DBD é composto por dois dedos de zinco que se ligam cooperativamente em alvos específicos do DNA, sendo outra função desta porção a discriminação entre diferentes elementos responsivos e a determinação de qual gene específico será ativado (Beato, 1989). Genes regulados pelos GR possuem em seus promotores, regiões responsivas a glicocorticóides que podem induzir tanto ativação (GRE) quanto inibição (nGRE) da produção dos transcritos (Schoenmakers et al., 2000; De Bosscher et al., 2003). Outra forma de inibição de expressão gênica é pela 17 Introdução associação do GR com outros fatores nucleares de transcrição, como NF-κB, STAT e CREB, entre outros (para revisão ver De Bosscher et al., 2003). Com relação ao NF-κB muitos mecanismos moleculares foram propostos para explicar o antagonismo mútuo existente entre este fator de transcrição e o GR. Uma das primeiras hipóteses levantadas foi a de que os GR inibiam a ação do fator de transcrição NF-κB por aumentar a síntese da enzima inibitória IκB (do inglês, inhibitory κB protein), o que induz a retenção do NF-κB no citoplasma (Scheinman et al., 1995). De fato, trabalhos demonstram que glicocorticóides induzem em roedores a expressão de IκB e a conseqüente diminuição da ligação do NF-κB aos promotores dos genes que produzem interleucina 2 (Auphan et al., 1995), iNOS (De Vera et al., 1997) e IL-1β (Eberhardt et al., 2002). Contudo, este mecanismo de ação requer melhor elucidação uma vez que nenhuma região GRE clássica foi encontrada até agora na porção modulatória do promotor do gene de IκB. Atualmente, o modelo que explica o antagonismo mútuo existente entre estes fatores de transcrição leva em consideração à interação proteína/proteína, mediada ou não por cofatores, entre o GR e o NF-κB. A associação física entre os fatores de transcrição GR e NF-κB foi demonstrada por diversos estudos in vitro (Ray & Prefontaine, 1994; Scheinman et al., 1995) e in vivo (Adcock et al., 1999). A maioria dos estudos baseia-se na determinação dos domínios dos fatores de transcrição responsáveis por esta interação. A deleção do domínio LBD (do inglês, ligand binding domain) dos receptores para glicocorticóides diminui a transrepressão sobre o NF-κB (Oro et al., 1988) e a mutação do domínio RHD (do inglês, rel homology domain) da subunidade p65 do NF-κB inibe a repressão sobre a ativação gênica induzida por GR (Wissink et al., 1997). O contexto do promotor e a presença de cofatores também estão envolvidos neste processo. Foi demonstrado (Scheinman et al., 1995) que o CBP (do inglês, CREB binding protein) é capaz de potenciar tanto a repressão do GR sobre o NFκB quanto a repressão do NF-κB sobre a transcrição induzida por GR (Fig. 4). 18 Introdução Além do NF-κB outros fatores de transcrição como o STAT e o AP-1 podem ser modulados pelos receptores para glicocorticóides. A inter-relação existente entre o GR e o AP-1 é similar à encontrada entre o GR e NF-κB (para revisão ver De Bosscher et al., 2003). Em contrapartida, o resultado do cross-talk entre o GR e a via STAT depende do gene em questão e do tecido onde ele ocorre. Um exemplo reside no fato de que, em alguns modelos, enquanto a associação entre GR e STAT3 (ativada por IL-6) ativa promotores com elementos responsivos a glicocorticóides a associação de GR com STAT5 (ativada por IL-2) reprime-os (para revisão ver Necela & Cidlowski, 2004). Esta variabilidade no padrão de interação com outras vias de transcrição confere ao processo especificidade tecidual sem que se perca a coordenação integrada da fase anti-inflamatória de uma resposta inflamatória. 3.2. TNF E ATIVAÇÃO DA VIA NF-κB O TNF descrito na década de setenta (Carswell et al., 1975) era anteriormente conhecido por TNF-α mas, a partir de consenso criado recentemente, passou a ser denominado apenas TNF (Tracey, 2008). O TNF é produzido por diversos tipos celulares como células NK, neutrófilos, células endoteliais, células musculares lisas e cardíacas, fibroblastos e osteoclastos (para revisão ver Bradley, 2008). Durante processos de defesa, a principal fonte de TNF são os macrófagos e monócitos ativados (Tracey & Cerami, 1994) sendo funções bem descritas, o recrutamento e a ativação de neutrófilos e monócitos para o foco infeccioso (Tracey & Cerami, 1993). Ou seja, esta é uma citocina próinflamatória muito importante na montagem de uma resposta inflamatória. O TNF pode ativar dois tipos de receptores descritos até o momento, o TNFR1 e o TNFR2 (para revisão ver Ledgerwood, 1999) sendo a afinidade do TNFR1 pelo TNF solúvel maior que a do TNFR2 (Grell et al., 1998). A partir da ativação destes receptores o TNF pode sinalizar por diversas cascatas intracelulares que culminam na ativação dos fatores de transcrição NF-κB, AP-1 e da caspase-8 (Wajant et al., 2003). No caso do NF-κB, a ligação do TNF ao domínio extracelular do receptor TNFR permite a troca da proteína inibitória 19 Introdução SODD (do inglês, silencer of death domain) pela proteína adaptodara TRADD (do inglês, TNFR1-Associated via Death Domain) no domínio intracelular denominado death domain (Chen & Goeddel, 2002). A ativação da via NF-κB é mediada pela interação da TRADD com as proteínas RIP (do inglês, receptorinteracting protein) ou TRAF2 (do inglês, TNF receptor-associated factor 2) que ativam o complexo IKK (quinase de IκB) e, conseqüentemente, liberam o NF-κB do citoplasma (Wajant et al., 2003). O fator de transcrição NF-κB pertence à família dos fatores de transcrição NF-κB/REL formada por cinco genes (NFKB1, NFKB2, RELA, c-REL e RELB) que dão origem a sete proteínas - p100, p105, p50, p52, RELA (p65), RELB e cREL (para revisão ver Chen & Greene, 2004). Sua ação pleiotrópica e seu padrão de expressão multimediado possibilitam às células a capacidade de responder de forma precisa a diferentes estímulos e situações externas (Bonizzi & Karin, 2004). O NF-κB apresenta-se como homo ou heterodímeros constituídos por duas das subunidades acima mencionadas (Baeuerle & Baltimore, 1996; Siebenlist, 1997) sendo a composição do dímero importante na regulação desta via. Embora todas as subunidades possuam o domínio RHD reponsável pela ligação ao DNA e a outros cofatores (Gosh et al., 1998) apenas as proteínas p65, cREL e RELB possuem domínios de transativação (TAD, do inglês, transcription activation domain) na sua porção carboxiterminal (para revisão ver Hayden & Gosh, 2004). Portanto, apenas dímeros que contenham uma cópia destas proteínas podem ativar diretamente a transcrição de genes. Por outro lado, acredita-se que dímeros formados pelas subunidades p50 e/ou p52 sejam repressores da atividade transcricional devido a ausência de domínios do tipo TAD, como representado na figura 4 (para revisão ver Gosh & Hayden, 2008). No entanto, se estes homodímeros estiverem associados à proteina BCL-3, que possui domínio TAD e localiza-se no núcleo, é possível que esses passem a apresentar atividades transcricionais positivas (Nolan et al., 1993). O controle da ativação do fator de transcrição NF-κB, isto é, a sua translocação para o núcleo, é feito através das proteínas IκB que se associam ao 20 Introdução NF-κB no citoplasma e impedem a sua translocação para o núcleo (Baeuerle & Baltimore, 1996; Baldwin, 1996). Quando receptores que atuam pela via NF-κB são estimulados, ocorre a ativação do complexo de IκB quinase (IKK) que fosforila IκB sinalizando para a sua ubiquitinação e posterior degradação pelo proteassoma 26S (Palombella et al., 1994; Pickart, 1997). Uma vez desfeito o complexo IκB/NF-κB, o dímero de NF-κB se acumula no núcleo onde poderá se ligar a regiões responsivas presentes nos genes alvos (Gosh et al., 1998). O NF-κB modula uma série de respostas e atividades fisiológicas nas células dos eucariotos, sendo sua ação sobre processos inflamatórios e imunes, apoptose, diferenciação celular e tumorigênese os mais bem estudados e entendidos até agora. A ativação de NF-κB relacionada com a resposta inflamatória leva à transcrição de moléculas de adesão, citocinas próinflamatórias, iNOS, COX-2, receptores de bradicinina do subtipo B1 e, numa fase mais tardia, IκBα, o que resulta na autoinibição do sistema (Cabrini et al., 2001; Medeiros et al., 2001; Gosh & Hayden, 2008). 3.3. IFN-γ E ATIVAÇÃO DA VIA JAK-STAT O IFN-γ é uma citocina solúvel conhecida como único membro da classe tipo II e foi originalmente chamada de fator ativador de macrófagos (Gray & Goeddel, 1982). Esta é uma citocina pró-inflamatória importante no controle de respostas imunes inatas e adquiridas. No começo de um processo inflamatório, células apresentadoras de antígeno produzem quimiocinas e citocinas como IL12 e IL-18 (Salazar-Mather et al., 2000) que atraem células do tipo NK para o foco infeccioso e induzem a maturação de células T em células de fenótipo Th-1 (do inglês, T helper) produtoras de IFN-γ (Boehm et al., 1997). Macrófagos também respondem ao IFN-γ e passam a produzir mais IL-12 e IL-18, que amplificarão ainda mais a produção de IFN-γ pelas células NK e Th-1 (Yoshida et al., 1994; Murphy et al., 1995). Este padrão de produção e ação do IFN-γ pode ser considerado como um sinal de alerta que o sistema de defesa utiliza no começo de uma resposta inflamatória (para revisão ver Schroder et al., 2004). 21 Introdução Figura 4. Esquema do controle da expressão gênica por GR e NF-κ κB. GR: receptor para glicocorticóide; GC: glicocorticóide; GRE: elemento responsivo para glicocorticóide; nGRE: elemento responsivo para glicocorticóide negativo; TNF: fator de necrose tumoral; NFKB: elemento responsivo ao fator nuclear κB; IκB: proteína inibitória de NF-κB; IKK: proteína quinase de IκB; CBP: proteína ligadora de CREB; p65 e p50: subunidades do NF-κB. O IFN-γ liga-se a receptores formados por duas subunidades, IFNR1 e IFNR2 (para revisão ver Platanias, 2005), que interagem, cada uma, com um membro da família das JAKs (para revisão ver Darnell et al., 1994; Ihle, 1995). Ao serem ativadas, essas subunidades se autofosforilam e desencadeiam respostas via cascata de sinalização JAK/STAT (Shuai et al., 1992; Silvennoinen et al., 1993). JAKs ativadas fosforilam principalmente as STATs do tipo 1 (a três também pode ser fosforilada em alguns modelos e tecidos) que formam homodímeros, translocam para o núcleo, ligam-se a elementos GAS (do inglês, IFN-γ-activated site) e induzem a expressão gênica (para revisão ver Darnell, 1997; Stark et al., 1998). 22 Introdução No núcleo, a atividade dos dímeros de STAT pode ser modulada por diferentes mecanismos como o grau de acetilação das histonas e a sua associação a cofatores como p300 e CBP (Nusinzon & Horvath, 2003). Além disso, a interação com outros fatores de transcrição como o NF-κB acrescentam complexidade à sinalização da STAT induzida por IFN-γ. A ativação desta via aumenta a degradação da proteína IκB e aumenta a translocação do NF-κB para o núcleo (Held et al., 1999), ou ainda o priming de macrófagos por IFN-γ aumenta a quantidade de dímeros p65/p50 em relação aos p50/p50 após estimulação com LPS por um mecanismo ainda desconhecido (de Wit et al., 1996). Por fim, o aumento citoplasmático de STAT não fosforilada (U-STAT, do inglês, unphosphorilated-STAT) induzida por ativação da via JAK/STAT pode promover o acúmulo nuclear de NF-κB, pois a U-STAT compete com a proteína inibitória IκB (Yang et al., 2007). 4. Melatonina e sistema imune O papel imunomodulatório da melatonina vem sendo descrito por diferentes laboratórios ao longo das últimas duas décadas. Estes estudos evidenciam a capacidade da melatonina em atuar tanto sobre a resposta imune inata quanto sobre a resposta adquirida. Camundongos inflamados cronicamente por injeção de BCG (Bacillus Calmett Guérin) na pata perdem o ritmo diário da lesão granulomatosa após pinealectomia, sendo este ritmo restabelecido com a administração noturna de melatonina (Lopes et al., 1997). Neste trabalho, mostrou-se que o tamanho do edema inflamatório era maior durante o dia do que durante a noite. O mecanismo de ação da melatonina neste caso poderia ser explicado pela sua capacidade de reduzir o aumento de permeabilidade vascular (Lopes et al., 2001) induzido por moduladores inflamatórios como o leucotrieno B4, através de uma ação sobre o endotélio (Lotufo et al., 2006), ou ainda inibindo a produção de NO, levando a uma vasoconstrição (Tamura et al., 2006). Outros resultados obtidos em roedores mostram que a inibição de síntese de 23 Introdução melatonina inibe respostas imunes celulares e humorais em camundongos (Maestroni et al., 1986) e que a melatonina também está implicada nas variações sazonais observadas no sistema imune de hamsters (Nelson et al., 1995; Nelson & Demas, 1997). Pode ainda ser mencionada a correlação entre a redução na produção de melatonina pela pineal e o processo de involução tímica observada no envelhecimento. O timo é o órgão onde o repertório de células T tolerantes a antígenos próprios é gerado. Pinealectomia ou envelhecimento aceleram a involução tímica, processo revertido em ambos os casos pela administração de melatonina (Csaba & Richter, 1975; Oner et al., 2004). Considerando as ações da melatonina sobre células do sistema imune, foi demonstrado que melatonina aumenta a produção de IL-2, IL-6 e IFN-γ em células mononucleares em cultura (Garcia-Maurino et al., 1997), induz a produção de IL-12, aumenta a atividade de células do tipo NK e aumenta a produção de IFN-γ por células do tipo Th-1 (Miller et al., 2006; Garcia-Maurino et al., 1997). Cabe ainda ressaltar que células imunocompetentes além de terem sua atividade modulada pela melatonina também são capazes de produzir este hormônio localmente (Carrillo-Vicco et al., 2003; Pontes et al., 2006). Esta produção é importante para o combate a agentes agressores uma vez que induz a atividade fagocitária de macrófagos (Pontes et al., 2006), controla a produção de óxido nítrico por células endoteliais (Tamura et al., no prelo), inibe a proliferação bacteriana (Tekbas et al., 2008) e diminui os efeitos nocivos de radicais livres por ativar enzimas antioxidantes (Reiter et al., 1997). Os efeitos da melatonina podem ser mediados por receptores de membrana dos subtipos MT1 e MT2 (Carrillo-Vico et al., 2003; para revisão ver Markus & Tamura, 2009) por mecanismos independentes que envolvem a modulação de vias transcricionais como, por exemplo, a do NF-κB e do GR. Células imunocompetentes apresentam receptores para melatonina (CarrilloVico et al., 2006), sendo o subtipo MT2 (Dubocovich & Markowska, 2005) alvo importante da melatonina no controle de respostas imunes celulares e humorais (Drazen & Nelson, 2001). Melatonina inibe a translocação nuclear de receptores para glicocorticóides em células tímicas (Sainz et al., 1999; Presman et al., 2006) e 24 Introdução inibe a translocação nuclear do NF-κB em macrófagos (Gilad et al., 1998) e células endoteliais (Tamura et al., no prelo). As bases experimentais para o entendimento dos efeitos da melatonina sobre respostas imunes inatas e adquiridas têm sido ampliadas de forma importante. No entanto, pouco é conhecido sobre os efeitos de moduladores da resposta inflamatória sobre a atividade pineal (Skwarlo-Sonta, 1996 e 2002). Recentemente foi constatada a presença de receptores de imonuglobulina E em pinealócitos de rato (Ganguly et al., 2007). Os autores observaram que esta expressão é 100 vezes maior durante a noite do que de dia devido a um mecanismo controlado pela produção de AMP cíclico induzida por noradrenalina (Ganguly et al., 2007), sugerindo então um controle circadiano da expressão deste receptor. Em astrócitos da pineal a noradrenalina também é capaz de induzir a expressão dos RNAm de TGF-β (do inglês, transforming growth factor-beta) e IL-6 (Tsai et al., 2001). Este efeito é potenciado por IL-1β que, por sua vez, é constitutivamente produzida em astrócitos da pineal e tem sua expressão aumentada na presença de noradrenalina ou IFN-γ (Tsai & McNulty, 1999). Com relação ao efeito de citocinas sobre a produção de melatonina menos ainda é sabido. Neste sentido, foi demonstrado que IFN-γ apresenta um efeito dual sobre a síntese de melatonina, pois ao mesmo tempo em que aumenta a produção de melatonina, inibe a atividade da enzima AA-NAT induzida por estimulação β-adrenérgica. Este efeito poderia ser explicado por um aumento na atividade da HIOMT, mas nenhum efeito sobre esta enzima foi observado, deixando o mecanismo de ação do IFN-γ sobre a síntese de melatonina pela glândula pineal em aberto (Withyachumnarnkul et al., 1990). Como visto, IFN-γ pode atuar por várias vias de transcrição sendo a mais comum e bem descrita a da JAK/STAT (para revisão ver Stark, 2007). É sabido que esta via está ativada na pineal durante processos inflamatórios (Takamiya et al., 2002) e que as vias da STAT e do NF-κB podem interagir em diversos modelos celulares (Yang et al., 2007). É possível que a interação entre estas vias 25 Introdução possa estar ocorrendo na glândula pineal e controle, de algum modo ainda desconhecido, a produção de melatonina durante processos fisiopatológicos. 4.1. RELAÇÃO ADRENAL-PINEAL A ativação do eixo HPA com consequente elevação da concentração de glicocorticóides circulantes faz parte do sistema de manutenção do equilíbrio interno em mamíferos (Kalsbeek et al., 2006). Este sistema é ativado por injúrias físicas ou psicológicas e visa compensar ações que o organismo desencadeia para combater agentes injuriantes. No caso de uma inflamação, a circulação de corticosterona (roedores) está elevada na fase anti-inflamatória da mesma (Nadeau & Riviest, 2002). Por outro lado, quando a resposta inflamatória é cronificada, a quantidade de glicocorticóide circulante se mantém elevada. Na década de 1970 foram apresentados os primeiros trabalhos que buscam estabelecer um eixo adreno-pineal. O modelo estudado na época era a ativação da adrenal por estresse em animais controle ou pinealectomizados e a observação das alterações na quantidade de corticosterona circulante. Os resultados eram controversos, visto que na dependência do protocolo experimental era obtida uma fotografia estática desta complexa interação. Neste período a melatonina era considerada uma inibidora do eixo HPA e, portanto, um agente inibidor da resposta de estresse. Como exemplo desta fase podemos citar um trabalho em que foram medidos os níveis de corticosterona no início da manhã em ratos adultos normais ou pinealectomizados mantidos em iluminação constante. Claro constante, uma situação sabidamente estressante, não alterou a concentração de corticosterona circulante. No entanto, houve um aumento quando animais controle, mantidos em escuro constante, foram comparados com animais pinealectomizados (Nir et al., 1970). A conclusão destes dados, de acordo com os autores, reforçava o conceito de que a ativação pineal produzia um efeito inibidor sobre o eixo HPA. Este conceito foi reforçado por estudos in vitro que demonstraram que a produção de corticosterona por células da adrenal estimuladas in vitro com ACTH pode ser reduzida por extratos de glândulas pineais (Porter & Heiman, 1977). No 26 Introdução entanto, melatonina não mimetizava o efeito do extrato de pineal, deixando em dúvida uma ação direta da melatonina sobre a produção de corticosterona. A literatura atual não acrescenta novos fatos a estes trabalhos pioneiros, ficando evidente a complexidade do tema. Mais recentemente, foi sugerido que corticosterona poderia ter uma ação direta sobre a glândula pineal, modulando a produção de melatonina, visto que a adrenalectomia de camundongos cronicamente inflamados com BCG abolia o ritmo diário de excreção de 6-sulfatoximelatonina (Lopes et al., 2001). Alterações hormonais mais intensas, como as induzidas por orquiectomia, resultam em aumento inicial dos níveis de corticosterona (enquanto a melatonina fica inalterada) e um aumento retardado da melatonina circulante (quando os níveis de corticosterona já foram normalizados). Mais ainda, estresse moderado causado por contenção apresenta correlação positiva entre o aumento da concentração plasmática do precursor da melatonina NAS e o aumento dos níveis de corticosterona em ratos (Couto-Moraes et al., no prelo). Por outro lado, a administração de altas concentrações de glicocorticóides inibe a produção de melatonina pela glândula pineal estimulada com concentrações elevadas de noradrenalina in vitro (Troiani et al., 1988; Yuwiller, 1989; Zhao & Touitou, 1993) e a administração de glicocorticóides in vivo reduz a concentração plasmática de melatonina (Beck-Friis et al., 1983; Demisch et al., 1988). Desta forma, a corticosterona poderia atuar de duas maneiras opostas, quer potenciando, quer inibindo a produção noturna de melatonina dependendo da condição testada. Os trabalhos de Cristiane Lopes (Lopes et al., 1997 e 2001) mencionados acima foram a base para a realização desta pesquisa, pois sugeriam que o hormônio da córtex da adrenal poderia agir diretamente sobre a pineal. Na presente tese foi avaliado o mecanismo de ação pelo qual a corticosterona atua sobre pineais e este conhecimento levou ao estudo do efeito de citocinas próinflamatórias (TNF e IFN-γ) sobre esta glândula. 27 Objetivos II. OBJETIVOS O objetivo central da presente tese foi o de avaliar o efeito, bem como os mecanismos de ação, de corticosterona sobre a glândula pineal. Foram avaliados os efeitos da corticosterona sobre: 1 – os produtos da via biossintética de melatonina 2 – a atividade das enzimas desta via biossintética 3 – a transcrição dos genes aa-nat e hiomt 4 – a via de transdução NF-κB Considerando que a inibição da via NF-κB resultou em um aumento da produção de melatonina, foram então realizados os experimentos com as citocinas TNF e IFN-γ, com o objetivo de testar se esta via de sinalização ubíqua participa de forma efetiva na modulação da atividade pineal. 28 Material e Métodos III. MATERIAL e MÉTODOS 1. Animais Em todos os experimentos foram utilizados ratos machos Rattus novergicus da linhagem Wistar (procedentes do biotério central da FMUSP e UNIFESP e criados no biotério do IB), pesando entre 200 e 300 g. Os experimentos realizados na França foram feitos com animais criados no biotério do Instituto de Neuroquímica da Universidade Louis Pasteur – Estrasburgo. Os animais foram mantidos em ciclo claro-escuro 12h00/12h00, sendo o acender das luzes definido como ZT 0 (zeitgeber time 0). Os animais receberam comida e água ad libitum. Tanto nos experimentos in vitro quanto após os in vivo os animais foram eutanasiados por decapitação sem a administração de anestésicos. 2. Drogas e reagentes As drogas utilizadas tiveram várias procedências, tais como: • Abbott Laboratories (França): solução de Ringer (147 mM de NaCl, 4 mM de KCl, 1,2 mM de CaCl2 e 1,0 mM de MgCl2). • Agner (Brasil): cloridrato de ketamina. • Amersham Biosciences (Reino unido): [125I]-2-iodomelatonina, [γ 32P]ATP, (3C)-acetil coenzima A, 14C-S-adenosil-L-methionin, poli(dIdC) e T4 polinucleotídeo quinase. • Bayer (Alemanha): Rompum (solução aquosa a 2% de Cloridratode 2-(2,6-xilidino)-5,6-dihidro-4-H-1,3-tiazina.) • Beker (Brasil): água estéril para injeção • Bio-Rad Laboratories (USA): SYBR Green. • Biosurce Internatinal Inc. (USA): primers (senso e antisenso) para aa-nat (5’-AGCGCGAAGCCTTTATCTCA-3’ e 5’- AAGTGCCGGATC TCATCCAA-3’), hiomt (5’- AGCGCCTGCTGTTCATGAG-3’ e 5’- 29 Material e Métodos GGAAGCGTGAGAGGT CAAA G-3’) e 14-3-3 (5’- TGATCGGGATCTGGTGTA-3’ e 5’- TCCACCATTTCGTC GTATCG-3’). • Calbiochem (USA): NP40. • Coopers (Brasil): Cloridrato de Xilasina. • Cromato Produtos Químicos LTDA: glycerol. • F.Maia: álcool isopropílico, Clorofórmio. • Gibco BRL: estreptomicina, glutamina, penicilina. • Hoeschst (Brasil): ácido ascórbico. • ICN Biomedical Division (USA): kit radioimunológico comercial de corticosterona marcada com 125I. • INRA (França): anticorpo originado de coelho específico para melatonina (R19540). • Integrated DNA Technologies Inc. (USA): Primers (senso e antisenso para 18S: (5’- CGGCTACCACATCCAAGGAA-3’ e 5’-GCTGGAATTA CCGCGGCT-3’). • Invitrogem Life Technology (USA): ditiotreitol (DTT), Randon Primers, SuperScript II, Trizol, dNTPs, tampão para PCR (5x), fluoreto de fenilmetilsulfonil (PMSF). • Merck (Brasil): acetato de sódio, ácido cítrico, ácido clorídrico (HCL), ácido perclórico, álcool etílico, EDTA (ethylenediaminetetracetic acid dissodium salt), metabissulfito de sódio, metanol. • Sigma-Aldrich (USA): 5-hiroxitriptamina (5-HT), 5- hidróxitriptofano (5-HTP), (-) arterenol bitratate salt (noradrenalina), 3hidroxibenzilhidrazina (NSD 1015), ácido heptanosulfônico, adrenalina, ciclohexiamida, corticosterona, fator de necrose tumoral (TNF), fenilefrina, HEPES, interferon gama (IFN-γ), iproniazida, isoprenalina, meio de cultura BGJb, melatonina, mifepristone (RU-486) N-acetil serotonina (NAS), N-acetil-leucinil-leucinil-norleucinol-H (ALLN), pirrolidinaditiocarbamato (PDTC), tolcapone, triptamina. 30 Material e Métodos • Virbac, (França): Zoletil (cloridrato de zolazepan e cloridrato de tiletamina). 3. Preparo de drogas Os padrões de 5-HT, 5-HTP, adrenalina, NAS e melatonina para cromatografia foram preparados da seguinte maneira: As soluções estoque das substâncias tinham concentração de 1 mM e foram feitas em 0,1 M de ácido clorídrico acrescido de 0,02% de metabissulfito de sódio e 0,02% de EDTA dissódico. No momento da análise cromatográfica os padrões foram diluídos em ácido perclórico 0,1 M acrescido de 0,02% de metabissulfito de sódio e 0,02% de EDTA dissódico. As soluções estoque de noradrenalina e adrenalina (10 mM) foram feitas em ácido clorídrico 0,01 M e a diluição com solução aquosa de ácido ascórbico (50 mg/L). A solução estoque de corticosterona (10 mM) e RU-486 (10 mM) foram feitas em etanol e as diluições em água deionificada purificada por sistema Milli-Q (Millipore). As demais drogas utilizadas e listadas acima foram, quando necessário, diluídas em água deionizada purificada por sistema Milli-Q (Millipore ). 4. Cultura de glândulas pineais As glândulas pineais foram cultivadas de acordo com método proposto por Parfitt e col. (1976) e modificado por Ferreira e col. (1994). Glândulas recém retiradas dos animais foram colocadas em placas de cultura de 24 poços (TPP) contendo 200 µL de meio de cultura BGJb acrescido de glutamina (2 mM), ácido ascórbico (0,1 mg/mL), penicilina (100 U/mL) e estreptomicina (100 µg/mL), pH 7,4 e mantidas a 37 ˚C; 95% O2 – 5% CO2. Os ensaios foram realizados após 24 ou 48 horas de cultura, com o objetivo de permitir a maior desnervação possível das glândulas e melhor controlar a concentração de noradrenalina administrada. Para verificar o acúmulo nuclear do fator de transcrição NF-κB, 31 Material e Métodos as glândulas foram cultivadas por 6 horas. As glândulas foram sempre estimuladas por noradrenalina (10 ou 100 nM) por 5 h. Glândulas e meios de cultura foram estocados a –70 ˚C por no máximo 15 dias. 5. Adrenalectomia Os ratos foram submetidos à adrenalectomia bilateral sob anestesia com a associação de cloridrato de ketamina (0,5 mg/Kg) e cloridrato de xilasina (1 mg/Kg). Foi feita uma incisão anteroposterior de aproximadamente 1 cm, logo abaixo da costela direita, permitindo a retirada da adrenal direita. Após sutura do corte cirúrgico em dois planos, o mesmo procedimento foi repetido na região contralateral. Após a cirurgia, a água de beber desses animais foi acrescida de 0,9% de NaCl para manter o osmolaridade sanguínea. Os animais foram sacrificados sete dias após a cirurgia sendo que cinco dias é o tempo mínimo necessário para recuperação. 6. Microdiálise intrapineal Os animais foram anestesiados com Zoletil e Rompum i.p. (0,2 mL/100 g e 0,05 mL/100 g, respectivamente). A sonda de microdiálise (membrana de celulose de diâmetro interno de 0,22 mm e diâmetro externo de 0,27 mm, que permite a passagem de substâncias com pesos moleculares menores ou iguais a 10000) foi fixada horizontalmente em um aparato esteriotáxico (David Kopf Instrument). Em cada lado do osso temporal foi realizado um furo por onde a sonda é introduzida lateralmente até a pineal a uma distância de 1,7 mm ventralmente ao crânio e 0,7 mm posteriormente à sutura lambda, segundo Atlas de Paxinos e Watson (1982). Tubos de entrada e saída foram fixados ao crânio com cimento dentário. Os animais foram mantidos em gaiolas individuais para recuperação durante uma semana. Durante os experimentos, o tubo de entrada do sistema foi conectado a uma bomba de microinjeção (Harvard) através de um conector de fluidos (Instech 375/22) com tubos de polietileno. O tubo de saída do sistema foi conectado, com tubos de polietileno, a microtubos eppendorf 32 Material e Métodos (Fig. 5). Em todos os experimentos foi utilizado Ringer (147 mM de NaCl, 4 mM de KCl, 1,2 mM de CaCl2 e 1,0 mM de MgCl2) como líquido de perfusão a um fluxo de 3 µL/min. As amostras foram coletadas segundo os protocolos experimentais descritos nos resultados e armazenadas a -20 °C para posterior dosagem de melatonina e/ou corticosterona (Fig. 5). Microdiálise intrapineal A 10 mm B silicone 2 mm 10 mm membrana livre Ciment cimento dentaire dentário fio de tungistênio C junção móvel Joint tournant entrada Entrée saída Sortie melatonina pg/25 µL D cérebro Crâne Cerveau 60 50 40 30 20 10 00 6 12 18 0 6 12 18 0 6 12 18 0 Zeitgeber (h) Figura 5. Microdiálise intrapineal. A) Esquema da sonda de implantação utilizada. B) Posição da implantação da sonda. C) Animal conectado ao sistema de perfusão. D) Representação esquemática da reprodutibilidade da secreção de melatonina no decorrer de três dias consecutivos (esquema baseado em Barassin et al., 1999). 7. Dosagem radioimunologica de corticosterona A concentração de corticosterona dos dialisados foi determinada em duplicatas utilizando o kit radioimunológico comercial de corticosterona marcada com 125I. Neste kit a curva padrão (0 – 1000 ng/mL, diluída em tampão 33 Material e Métodos para esteróides presente no kit) e as amostras são incubadas com 200 µL cortocosterona marcada (125I) e 200 µL de anticorpo específico para corticosterona (produzido em coelhos) por 2 horas em temperatura ambiente (22-25 ˚C). Após este peíriodo é adicionada a solução de precipitação (500 µL) e os tubos são agitados. Os tubos são centrifugados por 15 min (1000 x g; 4 ˚C), o sobrenadante é descartado e a radiotividade do preciptado determinada em contador gamma (Packard). Controles de ligação não específica foram feitos em tubos contendo apenas o tampão de diluição e corticosterona marcada. O limite mínimo de sensibilidade do kit é de 5 ng/mL (Perreau-Lenz et al., 2003). 8. Dosagem radioimunológica de melatonina A concentração de melatonina dos dialisados foi determinada em duplicatas de 25 µL utilizando anticorpo específico para melatonina produzido por coelho (R19540; diluição final de 1/40000) e [125I]-2-iodomelatonina (Barassin et al., 1999). As amostras e a curva padrão foram incubadas com 200 µL de anticorpo e 100 µL do hormônio marcado por 18 horas. A precipitação do anticorpo ligado foi feita com a adição de 500 µL de anticorpo anti-coelho (produzido por cabra) por 15 min em gelo seguido de centrifugação por 15 min (3000 x g; 4˚C). A radioatividade foi quantificada por contador gama (Packard) e o limite de sensibilidade do método é de 0,5 pg/tubo. As diluições foram todas feitas em tampão de tricina 0,1 mol/L contendo 0,9% de NaCl e 0,01% de gelatina. 9. Extração protéica nuclear de glândula pineal de rato As glândulas foram processadas segundo técnica descrita em Ferreira e col. (2005). As glândulas pineais foram homogeneizadas em 100 µL de tampão de lise (HEPES 10 mM, KCl 10 mM, EDTA 0,1 mM pH 8,0, glicerol 10%, DTT 1 mM e PMSF 0,1 mM) à temperatura de 4 ºC. Após adição de NP40 (10%), que auxilia a lise da membrana, as amostras foram agitadas em vórtex por 10 segundos e centrifugadas (12000 x g; 1 min; 4 °C), o sobrenadante foi removido, 34 Material e Métodos o pellet foi ressuspenso em 50 µL do mesmo tampão de lise citado anteriormente e os tubos foram novamente centrifugados (12000 x g; 1 min; 4 °C). Após a centrifugação o sobrenadante foi descartado e as amostras foram ressuspensas em 20 µL de tampão de extração nuclear (HEPES 10 mM; pH 7,5, KCl 0,5 M, EDTA 1 mM; pH 8,0, glicerol 10%, DTT 1 mM e PMSF 0,1 mM), deixadas sob agitação em gelo por 15 min e centrifugadas (20000 x g; 5 min; 4 °C). O sobrenadante contendo o extrato protéico nuclear foi armazenado a -20 °C até o momento da dosagem de proteína e do ensaio de eletromobilidade em gel (EMSA). 10. Dosagem de proteína O conteúdo de proteína total da pineal foi determinado pelo método de Bradford (1976). Foi padronizada a quantidade de proteína (4 µg) de cada amostra a ser analisada pelos ensaios de eletromobilidade em gel. 11. Ensaio de eletromobilidade em Gel (EMSA) Este ensaio baseia-se na ligação das proteínas de NF-κB presentes em extratos protéicos nucleares a uma sonda construída de oligonucleotídeo duplafita consenso para NF-κB (5’AGTTGAGGGGACTTTCCCAGGC-3’) marcada nas extremidades com 32P. polinucleotídeo quinase e [γ Esta marcação é feita na presença da T4 32P]ATP por 10 min a 37 °C. Os nucleotídeos não incorporados são removidos quando a mistura é passada em uma coluna MicroSpin G-25 (Amersham). Os extratos nucleares de pineal (4 µg) foram incubados à temperatura ambiente por 20 min em um volume final de 20 µL de tampão contendo: 10 mM de tris-hidroximetilaminometano-HCl, 1 mM de MgCl2, 50 mM de NaCl, 0,5 mM de ditiotreitol, 0,5 mM de EDTA (ácido etileno diamino tetracético), 4% de glicerol e 1 µg de poli(dIdC); pH 7,5. Posteriormente, cada amostra foi incubada por 30 min à temperatura ambiente com aproximadamente 40.000 cpm do oligonucleotídeo [32P]-NF-κB. Os 35 Material e Métodos complexos proteína-DNA foram analisados em gel não-desnaturante 6% de acrilamida:bisacrilamida (5:1) em tampão Tris-borato/EDTA (TBE 0,25x) a 150 V por 1h e 30 min. O gel foi seco à vácuo, exposto ao filme XAR-5 (Kodak) por 48 h a -70 °C, revelado em sala escura (solução reveladora, 5 min, e fixadora, 10 min, Kodak) e quantificado densitometricamente. 12. Extração de RNA O RNA total de cada glândula pineal foi extraído utilizando-se o reagente Trizol, seguido de 100 µL de clorofórmio. Após agitar os tubos manualmente por 15 segundos, mantê-los por 3 min à temperatura ambiente e centrifugá-los (12000 x g; 15 min; 4 ˚C), o RNA total é isolado por ficar retido na fase aquosa. Esta fase foi transferida para um novo tubo e o RNA foi precipitado com 250 µL de isopropranol. Após 10 min à temperatura ambiente os tubos foram novamente centrifugados (12000 x g; 10 min; 4 ºC), o sobrenadante foi removido, o pellet lavado duas vezes com etanol 75%, centrifugado (7500 x g; 5 min; 4 ºC) e o excesso de etanol evaporado à temperatura ambiente por 10 min. Para melhor purificação das amostras, o pellet foi ressuspenso em solução aquosa contendo 10% de acetato de sódio (3 M; pH 5,2) e 2,5% de etanol (100%) e mantido a -20 ˚C por 18h. Após esse período, o material foi centrifugado (20000 x g; 30 min; 4 ºC) e o RNA foi então ressuspenso em água estéril para injeção (RNAse free). A determinação da quantidade de RNA foi feita por espectrofotometria, utilizando o leitor ND1000 (Nanodrop). 13. RT-PCR Para a construção do DNA complementar (cDNA) aos RNAs mensageiros presentes nos extratos, foram utilizados: 1 µL de primers randômicos (50 ng), 1 µL de dNTPs (10 mM), 0,5 µg de RNA total extraído e água estéril (RNAse free) até completar o volume de 13 µL. Os tubos foram incubados por 5 min a 65˚ C (termociclador Eppenforf) e resfriado em banho 36 Material e Métodos de gelo. A seguir, adicionou-se 4 µL de tampão para PCR (5x), 1 µL de ditiotreitol e 1 µL da enzima de transcriptase reversa SuperScript II (200U/µL). As amostras foram então incubadas por 5 min a 25 ˚C, 55 min a 50 ˚C e 15 min a 70 ˚C (termociclador Eppenforf). O cDNA resultante foi congelada a -20 ˚C até sua utilização. 14. RT-PCR em tempo real Para determinar a expressão gênica das enzimas AA-NAT, HIOMT e da proteina chaperona 14-3-3 os cDNAs construídos (1 µL) foram incubados com os respectivos primers senso e antisenso (300 nM)e com iQ SYBER Green Supermix (mix 2x, 50% do volume final; 20 µL) que contem, dentre outras susbstâncias, a iTaq DNA polimerase. A expressão gênica da proteína ribossomal 18S também foi analisada, pelo mesmo procedimento, utilizando-se primers específicos (25 nM) o que possibilitou a normalização interna dos dados. Neste ensaio o fluoróforo SYBER Green intercala-se ao DNA dupla-fita formando um complexo capaz de emitir fluorescência. A reação em cadeia da polimerase, responsável pela amplificação da expressão dos genes alvos, foi acompanhada em tempo real utilizando-se o aparelho iCycler (BioRad Laboratories). Os sete primeiros minutos da etapa de danaturação (95 ˚C) foram seguidos por 40 ciclos de amplificação (10 s de denaturação a 95 ˚C e 1 min de anelamento e elongação a 60 ˚C). Como uma forma de se saber se houve a amplificação de produtos inespecíficos utiliza-se melting curves, as quais são feitas ao final do experimento e analisadas para cada amostra. Durante essa fase, a temperatura é baixada 1 ºC a intervalos de tempo determinados e o pico de fluorescência é obtido em cada poço, numa temperatura que coincide com o Tm (do inglês, melting temperature) do produto esperado. Produtos inespecíficos formam picos de fluorescência em Tms diferentes na curva. Em todos os ensaios foram incluídos controles negativos com água e RNA de pineais que não foram incubados com a transcriptase reversa. 37 Material e Métodos Os primers (senso e antisenso) para aa-nat, hiomt e 14-3-3 utilizados foram, respectivamente: 5’-AGCGCGAAGCCTTTATCTCA-3’, 5’- AAGTGCCGGATC TCATCCAA-3’, 5’- AGCGCCTGCTGTTCATGAG-3’, 5’- GGAAGCGTGAGAG GTCAAAGG-3’, 5’- TGATCGGGATCTGGTGTA-3’ e 5’- TCCACCATTTCGTC GTATCG-3’. Os primers (senso e antisenso) para a 18S foram: 5’- CGGCTACCACATCCAAGGAA-3’ e 5’- GCTGGAATTACCGCGGCT-3’. A concentração do RNAm foi calculada usando-se o valor do threshold cycle (Ct) da amplificação dos genes alvo. A quantificação relativa foi feita pela fórmula 2-∆∆Ct onde ∆∆Ct representa a diferença entre os ciclos normalizada pela referância interna (18S) e um calibrador (glândulas não estimuladas por noradrenalina). 15. Ensaio de atividade enzimática da AA-NAT A atividade da enzima AA-NAT foi determinada por ensaio radiométrico. As glândulas pineais mantidas previamente em cultura (24 h) foram sonicadas (4 °C) em 100 µL de tampão de fosfato de sódio (0,05 M; pH 6,8) contendo 0,35 mM de acetil coenzima A. 40 microlitros dos homogenatos foram incubados (37 °C por 20 minutos) com triptamina (10 mM) e (14C)-acetil coenzima A (10 mM; atividade específica final de 44 mCi/mmol) em um volume final de 80 µL. O produto radiativo da reação (14C -Nacetilserotonina) foi extraído com 1 mL de clorofórmio gelado e saturado com ar. As amostras foram colocadas em um recipiente de cintilação por 18 horas, até que seu conteúdo evaporasse. Quando secas, 3,5 mL de líquido de cintilação foram adicionados aos tubos e a radioatividade de cada tubo foi determinada em um contador β (Beckman). 16. Ensaio de atividade enzimática da HIOMT A atividade da enzima HIOMT foi determinada por ensaio radiométrico. As glândulas pineais mantidas previamente em cultura (24 h) foram sonicadas (4 °C) em 100 µL de tampão de fosfato de sódio (0,05 M; pH 7,9). Cinquenta 38 Material e Métodos microlitros do sobrenadante foram então incubados (37 °C por 30 minutos) com N-acetilserotonina (1 mM) e 14C-S-adenosyl-L-methionine (43,8 µM; atividade específica final de 52,7 mCi/mmol) em um volume final de 100 µL. A reação foi interrompida com a adição de 200 µL de tampão de borato de sódio (12,5 mM; pH 10) e 1 mL de clorofórmio. Os tubos foram então centrifugados por 5 minutos (13000 x g; 4 °C) e o produto radioativo da reação (14C melatonina) foi extraído com 800 µL de clorofórmio. As amostras foram colocadas em um recipiente de cintilação por 18 horas, até que seu conteúdo evaporasse. Quando secas, 3,5 mL de líquido de cintilação foram adicionados aos tubos e a radioatividade foi determinada em um contador β (Beckman). 17. Ensaio de atividade enzimática da TPH A atividade da enzima TPH foi determinada por HPLC pela medida da produção de 5-hidroxitriptofano (5-HTP) nos meios de cultura de glândulas pinais. As glândulas foram tratadas por 30 minutos com o inibidor da enzima 5HTP descaborxilase NSD 1015 (400 µM). Após os procedimentos experimentais descritos nos resultados, as glândulas foram homogeneizadas em solução de 0,1 M de ácido perclórico contendo 0,02% de EDTA e metabissulfito de sódio, centrifugadas (13000 x g; 4 ˚C) e o sobrenadante armazenado a -70 ˚C até o momento de dosagem. 18. Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (HPLC) Os conteúdos de 5-HTP, 5-HT, NAS, melatonina e adrenalina nas glândulas e nos meios de incubação foram analisados por HPLC com detecção eletroquímica, segundo método adaptado por nosso grupo (Ferreira et al., 1994 e 2001; Barbosa et al., 2000). O sistema cromatográfico utilizado é composto de uma bomba LC-6A (Shimadzu), injetor Reodyne 7125 com loop de 20 µL, coluna C18 fase reversa (150 x 3,9 mm, Resolve – Waters) em temperatura ambiente, detector eletroquímico L-ECD-6A (Shimadzu) mantido com potencial de + 0,90 V (para dosagem de indóis) ou + 0,80 V (para dosagem de 39 Material e Métodos adrenalina) no eletrodo de trabalho (vs eletrodo de referência Ag/AgCl), acoplado a um computador para integração dos dados. As fases móveis utilizadas foram: acetato de sódio 0,1 M, ácido cítrico 0,1 M, EDTA 0,15 mM, metanol 7%, para dosagem de 5-HTP, 5-HT e NAS ou metanol 25% para dosagem de melatonina. Nas dosagens de adrenalina a fase móvel utilizada foi: fosfato de sódio dibásico 0,02 M, ácido cítrico 0,02 M, EDTA 0,12 mM, ácido heptanosulfônico 556 mg/mL e metanol 2%; pH 2,64. 19. Análises estatísticas Os dados estão representados como média ± erro padrão da média (epm). Nos experimentos in vivo as concentrações de corticosterona ou melatonina foram expressas como a porcentagem em relação ao pico detectado em cada animal no dia controle. Análises estatísticas foram feitas por teste t de Student; análise de variância de uma via seguida do teste de Newman-Keuls ou duas vias seguida do teste de Bonferroni (experimentos de microdiálise). O paralelismo entre as porções exponenciais de duas curvas foi determinado pela análise de variância de retas paralelas. O nível de significância foi considerado menor que na probabilidade de 5% (p<0,05). 40 Resultados IV. RESULTADOS 1. Efeitos da corticosterona sobre a síntese de NAS e melatonina O efeito da corticosterona sobre a produção de NAS e melatonina foi avaliado em pineais de ratos mantidas em cultura ou por perfusão in situ utilizando a técnica de microdiálise. Nos experimentos in vitro os efeitos de diferentes concentrações de corticosterona (0,01 a 100 µM) foram testados frente à estimulação com noradrenalina (10 nM), isoprenalina (0,1 nM a 3 µM) ou isoprenalina mais fenilefrina (10 µM); já nos estudos in vivo foi feita a administração local (microdiálise intrapineal) de corticosterona (6 µg/mL) em diferentes ZTs (ZT 2 ou ZT 13). 1.1. ESTUDOS IN VITRO A síntese de NAS e melatonina em glândulas pineais estimuladas com noradrenalina (10 µM, 5 horas) foi potenciada por corticosterona (0,01 a 100 µM, 48 horas) seguindo uma curva em sino. Os efeitos sobre a síntese de NAS foram medidos tanto na glândula (Fig. 6A) quanto no meio de cultura, enquanto que os efeitos sobre a produção de melatonina foi medida apenas nos meios de cultura (Fig. 6B). As concentrações de NAS e melatonina foram determinadas por HPLC. O aumento na produção de NAS foi observado com concentrações de corticosterona compreendidas na faixa de 0,01 a 10 µM. A concentração de 100 µM de corticosterona não alterou a produção de NAS em comparação ao grupo estimulado apenas com noradrenalina 10 nM, mostrando que altas concentrações do glicocorticóide não induz o mesmo efeito potencializador observado com concentrações menores (Fig. 6A e B). A produção de melatonina, medida apenas no meio de cultura, também foi potenciada por corticosterona. No entanto, houve uma diferença na relação 41 Resultados concentração-efeito (Fig. 6B). O aumento na produção de melatonina foi observado nas concentrações de corticosterona compreendidas na faixa de 0,01 até 1 µM. As concentrações de 10 e 100 µM não alteraram a produção de melatonina em comparação ao grupo estimulado apenas com noradrenalina 10 nM (Fig. 6B). melatonina Indol (ng/poço) NAS (ng/pineal) NAS NAS 0,01 0,1 1 10 0,01 0,1 100 Corticosterona µM 1 10 100 Corticosterona µM Figura 6. Efeito da corticosterona sobre a produção de NAS e melatonina induzida por noradrenalina. Glândulas pineais de rato cultivadas por 48 horas na ausência (símbolos brancos) ou na presença de corticosterona (0,01 a 100 µM, símbolos pretos) foram estimuladas por 5 horas com noradrenalina (NA, 10 nM). A) Conteúdo de NAS analisado em homogenatos de pineais em cultura. B) Conteúdo de NAS e melatonina analisado nos meios de cultura. Valores representam média ± epm; n = 4-12 glândulas por grupo experimental. Dando continuidade ao estudo, foi testado se corticosterona altera a produção de NAS e melatonina induzida por diferentes concentrações do agonista β-adrenérgico, isoprenalina. O estudo de variância das partes exponenciais das curvas concentração-resposta obtidas após estimulação com isoprenalina (0,1 nM a 3 µM, 5 horas) na presença ou na ausência de corticosterona (1 µM, 48h) mostrou que as diferentes preparações do ensaio não influenciaram os resultados, que há regressão entre os pontos avaliados e que as retas obtidas são paralelas entre si. Esta análise possibilitou testar estatisticamente a diferença entre os pontos equivalentes (mesmas concentrações de isoprenalina). Foi constatado que corticosterona potenciou a 42 Resultados síntese de NAS (Fig. 7A) e melatonina (Fig. 7B) induzida por isoprenalina. A incubação com corticosterona deslocou a curva de produção de NAS para a esquerda, indicando uma potenciação sobre o efeito do agonista noradrenérgico sem, no entanto, aumentar a produção máxima desta indolamina (Fig. 7A). Já no caso da melatonina, além do deslocamento para a esquerda também houve um aumento da resposta máxima (Fig. 7B). A B NAS (ng/poço) CORT 1 µM 65 Melatonina (ng/poço) 90 * * 40 15 -10 -9 -8 -7 -6 isoprenalina log [M] * 100 CORT 1 µM 75 * 50 25 0 -10 -9 -8 -7 -6 isoprenalina log [M] Figura 7. Efeito da corticosterona sobre a produção de NAS e melatonina induzida por isoprenalina. Glândulas pineais de ratos cultivadas por 48 horas na ausência (símbolos abertos) ou na presença de corticosterona (CORT, 1 µM, triângulos cinza), foram estimuladas por 5 horas com isoprenalina (0,1 nM - 3 µM). A) Produção de NAS. B) Produção de melatonina. Valores representam média ± epm; n = 3-4 glândulas por ponto. * p<0,05 vs ponto correspondente da curva estimulada apenas por isoprenalina. Noradrenalina ativa tanto adrenoceptores α1 quanto β1. Corticosterona potencia a síntese hormonal da pineal na presença de baixas concentrações de noradrenalina e inibe na presença de altas (Yuwiler, 1989). Neste contexto, foi testado o efeito da corticosterona (1 ou 10 µM, 48 h) sobre a estimulação conjunta de receptores do subtipo β, com concentração de isoprenalina que já induz a resposta máxima (3 µM), e de adrenoceptores α1, pelo agonista seletivo fenilefrina (10 µM). Para tanto, glândulas pineais em cultura (48 h), na presença ou não de corticosterona, foram estimuladas por isoprenalina (5 h) ou isoprenalina mais fenilefrina (5 h). Os resultados demonstraram que corticosterona, em ambas as concentrações utilizadas, não altera a produção de 43 Resultados NAS (Fig. 8A), mas potencia a produção de melatonina (Fig. 8B) induzida por isoprenalina. A estimulação conjunta de receptores β e α1 adrenérgicos por isoprenalina e fenilefrina aumentou (em comparação ao grupo estimulado apenas com isoprenalina) tanto a produção de NAS como a de melatonina. Corticosterona inibiu ambos os efeitos (Fig. 8A e B). B * NAS (ng/poço) 100 75 125 # # 50 25 melatonina (ng/poço) A * * 100 * # 75 # 50 25 0 0 + 0 + + 1 10 + + 0 + + 1 + ISO 3 µM + FEN 10 µM 10 CORT µM + 0 + + 1 10 + + 0 + + 1 + ISO 3 µM + FEN 10 µM 10 CORT µM Figura 8. Participação da estimulação β e β/α α1 adrenérgica no efeito da corticosterona sobre a produção de melatonina. Glândulas pineais de rato cultivadas por 48 horas na ausência (barras brancas) ou na presença de corticosterona (CORT, 1 ou 10 µM, barras cinza) foram estimuladas por 5 horas com isoprenalina (ISO, 3 µM) ou por ISO mais fenilefrina (FEN, 10 µM, barras listradas). A) Produção de NAS. B) Produção de melatonina. Valores representam média ± epm; n = 4 glândulas por grupo experimental. * p<0,05 vs grupo estimulado apenas com ISO; # p<0,05 vs grupo estimulado com ISO mais FEN. 44 Resultados 1.2. ESTUDOS IN VIVO Ratos implantados com sondas de microdiálise intrapineal foram utilizados para avaliar o efeito de infusão in situ de corticosterona aplicada em concentração equivalente à encontrada no plasma de ratos submetidos a processos inflamatórios (Nadeau & Rivest, 2002). O conteúdo de melatonina e/ou corticosterona encontrados nos dialisados foi determinado por radioimunoensaio. Primeiramente, foi realizada a determinação do perfil diário de produção endógena de corticosterona após o período pós-operatório para a validação do modelo e posterior teste do efeito de corticosterona exógena sobre a produção de melatonina in vivo. Foi observado um ritmo normal de corticosterona nos animais avaliados (n=3, perfundidos com Ringer a um fluxo constante de 3 µL/min) sendo o pico de produção encontrado durante a transição da fase de claro para a fase de escuro (Fig. 9). Nos experimentos descritos a seguir, os animais foram mantidos conectados ao aparato de perfusão durante três ou sete dias. Animais perfundidos por três dias com solução de Ringer apresentaram um perfil diário constante de produção de melatonina (Fig. 10A), enquanto que a perfusão de corticosterona (6 µg/mL a um fluxo constante de 3 µL/min) aumentou a produção noturna de melatonina em aproximadamente duas vezes e meia (Fig. 10B e C). No grupo que recebeu corticosterona no começo da fase de claro (ZT 2) do segundo dia experimental o efeito máximo já pode ser observado na noite subsequente, sendo este mantido na noite do terceiro dia (Fig. 10B). Já no grupo que recebeu corticosterona no começo da fase de escuro (ZT 13) foi observado um ligeiro aumento na produção de melatonina na noite do segundo dia, sendo o efeito máximo atingido na noite do terceiro dia (Fig. 10C). A média de três animais no grupo ZT 13 (Fig. 11A) e seis no grupo ZT 2 (Fig. 11B) está apresentada na figura 11. Após a perfusão de corticosterona o sistema foi lavado com Ringer por três dias e a produção de melatonina foi novamente determinada. Os perfis de 45 Resultados produção de melatonina após a lavagem não diferiram significativamente dos observados no primeiro dia de experimento, indicando que o efeito da corticosterona sobre a produção de melatonina é reversível (Fig. 12). Ritmo de corticosterona % corticosterona 100 90 80 70 60 50 40 30 0 6 12 18 0 Zeitgeber (h) Figura 9. Ritmo de corticosterona. A concentração de corticosterona nos dialisados está representada como uma função do tempo em zeitgeber ao longo de 24 horas, cinco dias após a cirurgia. Os dados obtidos foram normalizados pelo pico de produção de corticosterona encontrado para cada animal. Valores representam média ± epm; n = 3. O quadrado cinza representa a fase de escuro do ciclo claro/escuro. 46 Resultados A CONTROLE melatonina (pg/25 µL) 40 30 20 10 0 0 6 12 18 0 6 12 18 0 6 12 18 0 0 6 12 18 0 Zeitgeber (h) B melatonina (pg/25 µL) CORT - ZT 2 100 75 50 25 0 0 6 12 18 0 6 12 18 Zeitgeber (h) C melatonina (pg/25 µL) CORT - ZT 13 30 20 10 0 0 6 12 18 0 6 12 18 0 6 12 18 0 Zeitgeber (h) Figura 10. Perfil de melatonina de animais representativos. A) Animal perfundido com Ringer (fluxo: 3 µL/min) por três dias. B) Animal perfundido com Ringer por um dia e com corticosterona (6 µg/mL; fluxo: 3 µL/min) começando no ZT 2 do segundo dia até o fim do experimento (seta cinza). C) Animal perfundido com Ringer por um dia e meio e com corticosterona (6 µg/mL; fluxo: 3 µL/min) começando no ZT 13 do segundo dia até o fim do experimento (seta cinza). Os quadrados cinza representam a fase de escuro do dia. 47 Resultados A CORT - ZT 2 300 * * % melatonina 250 200 * * * 150 * * * 100 50 0 10 12 14 16 18 20 22 0 2 Zeitgeber (h) B CORT - ZT 13 350 % melatonina 300 250 200 150 * * * * * * * * 100 50 0 10 12 14 16 18 20 22 0 2 Zeitgeber (h) Figura 11. Perfusão de corticosterona in situ. A) Perfusão de corticosterona (CORT; 6 µg/mL; fluxo: 3 µL/min) começando no ZT 2 do segundo dia de experimento. B) Perfusão de CORT (6 µg/mL; fluxo: 3 µL/min) começando no ZT 13 do segundo dia de experimento. Linhas pretas representam a perfusão de Ringer no primeiro dia de experimento; linhas cinzas representam os dias em que houve perfusão de CORT; círculos abertos representam os pontos dos diferentes zeitgebers do primeiro dia de experimento; círculos cinzas representam os pontos dos diferentes zeitgebers do segundo dia; triângulos cinzas representam os pontos dos diferentes zeitgebers do terceiro dia de experimento. Os dados foram normalizados pelo pico de melatonina de cada animal encontrado no primeiro dia. Valores representam média ± epm; n = 6 (A) ou 3 (B); * p< 0,05 vs ponto de mesmo zeitgeber do primeiro dia experimental. Quadrados cinzas representam a fase de escuro do dia. 48 Resultados 300 % melatonina 250 200 150 100 50 0 10 12 14 16 18 20 22 0 2 Zeitgeber (h) Figura 12. Reversibilidade do efeito da perfusão de corticosterona in situ. A produção rítmica de melatonina foi acompanhada no primeiro e no sétimo dia de experimento. Nos segundo e terceiro dias, corticosterona foi perfundida (6 µg/mL; fluxo: 3 µL/min) começando no ZT 2 do segundo dia. Nos quarto, quinto e sexto dias o sistema foi lavado com a perfusão de Ringer. As linhas preta e cinza representam a perfusão de Ringer (fluxo: 3 µL/min) no primeiro dia e no sétimo dia de experimento, respectivamente. Os círculos abertos e os triângulos cinza representam os pontos dos diferentes zeitgebers do primeiro e do sétimo dias de experimento, respectivamente. Valores representam média ± epm; n = 3 por ponto experimental. O quadrado cinza representa a fase de escuro do ciclo claro/escuro. 49 Resultados 2. Mecanismos de ação da corticosterona 2.1. INIBIÇÃO DA CAPTAÇÃO EXTRANEURONAL DE ADRENALINA A corticosterona, assim como outros hormônios esteroidais, é capaz de bloquear a captação de catecolaminas por células não neuronais, ou captação II. Considerando que o melhor substrato para este mecanismo de captação é a adrenalina e que a noradrenalina não é encontrada em concentrações mensuráveis por HPLC em glândulas pineais, os estudos do efeito da corticosterona sobre a captação extraneuronal foram feitos com adrenalina. Para tanto, foram utilizadas pinais incubadas ou não com corticosterona (1 ou 100 µM) por uma hora na presença de inibidores da monoaminoxidase (tolcapone, 200 µM) e da catecol-O-metiltransferase (iproniazida, 100 nM). Em seguida, as glândulas foram estimuladas com adrenalina (10 ou 100 µM) por diferentes períodos de tempo (0,5 – 30 min). Glândulas pineais captam adrenalina rapidamente, atingindo o máximo de captação em menos de 5 minutos (Fig. 13). O processo é dependente da concentração de adrenalina testada (10 ou 100 µM) sendo a proporção entre a quantidade administrada e a quantidade captada mantida (10 vezes). Este fato mostra que com a concentração de 10 µM de adrenalina ainda não havia sido atingido o máximo de captação do sistema. Os tratamentos com corticosterona não inibiram a captação de adrenalina nas condições testadas (Fig. 13). Estes dados permitiram descartar a hipótese de que um aumento da quantidade de neurotransmissor disponível na fenda sináptica poderia ser um fator determinante para os efeitos da corticosterona sobre a síntese de melatonina induzida por estimulação adrenérgica. 50 Adrenalina (ng/pineal) Adrenalina (ng/pineal) Resultados Adrenalina µM Corticosterona µM minutos Figura 13. Captação extraneuronal de adrenalina por pineais de rato. Glândulas pineais de rato cultivadas por 48 horas foram incubadas com adrenalina (10 µM, círculos abertos ou 100 µM, quadrados abertos) na ausência (símbolos abertos) ou na presença (símbolos fechados) de corticosterona (1 µM). O gráfico de barras inserido mostra o efeito de duas doses de corticosterona (1 e 100 µM, barras pretas) sobre a captação de adrenalina (1 µM). Valores representam média ± epm, n = 3-6 glândulas por grupo experimental. 2.2. PARTICIPAÇÃO DE RECEPTORES INTRACELULARES DE GLICOCORTICÓIDES Tendo visto que a ação da corticosterona sobre a glândula pineal não é via inibição da captação extraneuronal de catecolaminas, foi testada então a participação dos receptores para glicocorticóides. Para isso, utilizou-se o antagonista seletivo de receptores de glicocorticóides, mifepristone (RU-486, 1 µM). Glândulas pineais mantidas em cultura foram divididas em grupo controle, corticosterona (1 µM por 48h) e corticosterona mais RU-486 (coincubados por 48 horas) e estimuladas com noradrenalina (10 nM por 5 horas). A concentração de NAS liberada nos meios foi então determinada por HPLC. 51 Resultados O inibidor seletivo de receptores para glicocorticóides, RU-486, reverteu o efeito potencializador da corticosterona sobre a produção de NAS induzida por noradrenalina em pineais de rato em cultura (Fig. 14), sugerindo que este NAS (ng/poço) efeito é mediado pela ativação destes receptores. Noradrenalina nM Corticosterona µM RU - 486 µM Figura 14. Bloqueio dos receptores de glicocorticóides por RU–486. Glândulas pineais de rato cultivadas por 48 horas incubadas (barra branca) ou não com corticosterona (1 µM, barras pretas) foram estimuladas por 5 horas com noradrenalina (NA, 10 nM) na presença ou ausência de RU–486 (1 µM). Valores representam a média ± epm; n= 4-8 glândulas por grupo experimental; * p<0,05 vs grupo estimulado apenas com noradrenalina. 2.3. VIA DE TRANSCRIÇÃO NF-κB Considerando que a ativação de GR é capaz de inibir o acúmulo nuclear de NF-κB em diversos modelos, o efeito da corticosterona (1 µM, 24 h) sobre o acúmulo nuclear do fator de transcrição NF-κB foi testado em glândulas pineais em cultura na presença ou na ausência de noradrenalina (10 nM, 5 h). Os níveis nucleares do fator de transcrição NF-κB foram determinados por EMSA e quantificados por densitometria óptica. 52 Resultados Os grupos tratados apenas com corticosterona ou noradrenalina apresentaram níveis similares de NF-κB nos núcleos das células da pineal, mas quando as drogas foram coincubadas foi observada a redução do acúmulo nuclear deste fator comparativamente ao grupo estimulado apenas com Complexo DNA-NF-κB (U. A.) noradrenalina (Fig. 15). 1.00 0.75 0.50 * 0.25 0.00 + - + NA 10 nM - + + CORT 10 nM Figura 15. Efeito da corticosterona sobre o acúmulo nuclear de NF-κ κB. Glândulas pineais em cultura na ausência ou na presença de corticosterona (CORT, 1 µM, 24 h; barras listradas) foram estimuladas por noradrenalina (10 nM, 5 h, barras cinza) e tiveram seus níveis nucleares de NF-κB determinados. Valores representam média ± epm; n= 3 por grupo experimental; * p<0,05 vs grupo estimulado apenas com noradrenalina. Em vista da capacidade de corticosterona em inibir a translocação da NFκB para o núcleo de células da glândula pineal, foi testado o efeito de inibidores desta via sobre a produção do precursor da melatonina a NAS. Os bloqueadores testados nas pineais em cultura foram: corticosterona (1 µM, 48 h), o bloqueador de proteassoma; ALLN (12,5 ou 25 µM, 48 h) ou o inibidor de ligação do NF-κB ao DNA; PDTC (12,5 ou 25 µM, 48 h). Após a incubação com as drogas, as glândulas foram estimuladas com noradrenalina 53 Resultados (10 nM, 5 h) e o conteúdo de NAS liberado no meio de cultura determinado por HPLC. Tanto ALLN (Fig. 16A) quanto PDTC (Fig. 16B) mimetizaram o efeito potencializador de corticosterona (1 µM) sobre a produção de NAS induzida por noradrenalina. Em todos os casos, a produção do hormônio foi aproximadamente duas vezes maior que a encontrada no grupo estimulado apenas com noradrenalina. B * 50 * 40 * 30 20 10 0 + - + + - + 12,5 + NA 10 nM - CORT 1 µM 25 ALLN µM NAS (ng/poço) NAS (ng/poço) A 60 50 * * + + - + 12,5 * 40 30 20 10 0 + - + NA 10 nM - CORT 1 µM 25 PDTC µM Figura 16. Efeito do bloqueio da via NF-κ κB sobre a produção de NAS. Glândulas pineais em cultura foram incubadas com corticosterona (1 µM, 48 h, barras cinza), A) ALLN (12,5 – 25 µM, 48 h barras pretas) ou B) PDTC (12,5 – 25 µM, 48 h; barras pretas) e então estimuladas com noradrenalina (10 µM, 5 h; barras brancas). Valores representam média ± epm; n = 4-10 glândulas por grupo experimental; * p<0,05 vs grupo estimulado apenas com noradrenalina. 2.4. EFEITO SOBRE A PRODUÇÃO DO TRANSCRITO AA-NAT Noradrenalina induz, in vivo e in vitro, a produção do transcrito aa-nat, mas, tendo em vista que diferentes concentrações desta catecolamina ativam diferentes populações de receptores adrenérgicos, primeiramente foi avaliado se noradrenalina poderia promover a transcrição do gene aa-nat em pineais de rato em cultura de maneira concentração dependente. Para tanto, glândulas pineais em cultura de 48 horas foram estimuladas com concentrações crescentes de noradrenalina (10 nM, 100 nM ou 1 µM) por 5 horas e os conteúdos de RNA mensageiro do gene em questão foram avaliados por RT-PCR em tempo real. 54 Resultados As concentrações de noradrenalina 10 nM, 100 nM e 1 µM induziram um aumento no conteúdo de RNA mensageiro aa-nat de 20, 70 e 140 vezes, Expressão do RNAm aa-nat (x Basal - Gl. não estimuladas) respectivamente, em relação a glândulas controle não estimuladas (Fig. 17). 150 100 50 0 10 100 1000 NA nM Figura 17. Noradrenalina induz a produção do transcrito aa-nat. Os níveis de RNA mensageiro de aa-nat, extraídos de glândulas pineais de rato em cultura estimuladas ou não com noradrenalina por 5 horas, foram determinados por RT-PCR em tempo real. Valores foram normalizados em relação às glândulas não estimuladas. Valores representam média ± epm, n = 3 glândulas por grupo experimental. O efeito da corticosterona sobre a síntese de melatonina foi observado após estimulação com noradrenalina 10 nM por 5 horas. Tendo em vista que a transcrição do RNAm da enzima AA-NAT ocorre em tempos menores, glândulas pineais cultivadas na presença ou na ausência de corticosterona (1 µM, 48 h) e estimuladas com noradrenalina (10 nM) por diferentes períodos de tempo (2, 3, 4 e 5 h) foram utilizadas para determinar o tempo ótimo para o teste do efeito da corticosterona sobre a produção do transcrito aa-nat. Verificou-se que a amplificação máxima da corticosterona sobre a transcrição do gene da AA-NAT ocorre quando as glândulas são estimuladas por 5 horas com noradrenalina (Fig. 18A). Com base nos resultados obtidos, o efeito da concentração de 1 µM de corticosterona sobre a produção do transcrito aa-nat foi testado com estimulação 55 Resultados noradrenérgica de 5 horas (Fig. 18B). As glândulas tratadas com corticosterona apresentaram uma produção aproximadamente 2 vezes maior do transcrito em relação ao grupo estimulado apenas com noradrenalina (Fig. 18B). B 6 NA 10 nM + Corticosterona 1µM 5 300 4 3 * 200 2 NA 10 nM 4 100 1 0 E xp ressão d o R N A m aa-na t (x basal - G l. n ão e stim ulad as) Expressão do RNAm aa-nat (x Gl. com NA por 1 hora) A 0 1 2 3 4 5 6 7 horas tempo incubação com NA 8 0 10 - 10 1 noradrenalina nM corticosteronaµM Figura 18. Efeito da corticosterona sobre a produção do transcrito aa-nat. Glândulas pineais em cultura na presença ou na ausência de corticosterona (1 µM, 48 h), estimuladas por noradrenalina (10 nM) tiveram a quantidade do RNAm do gene aa-nat determinados por RT-PCR em tempo real. A) incubação com noradrenalina por diferentes períodos de tempo (2-5 horas, quadrados) ou noradrenalina mais corticosterona (círculos). Os valores foram normalizados a partir de glândulas estimuladas com noradrenalina por 1 h. B) Glândulas na ausência (barra branca) ou na presença (barra preta) de corticosterona e estimuladas por noradrenalina por 5 horas. Os dados foram normalizados por glândulas cultivadas e não estimuladas com noradrenalina. Valores representam média ± epm, n = 4-8 glândulas por grupo experimental (inseridos nas colunas). * p<0,05 vs grupo estimulado apenas com noradrenalina. 2.5. ATIVIDADE ENZIMÁTICA O efeito da corticosterona (0, 1 ou 10 µM, 24 h) sobre a atividade das enzimas TPH, AA-NAT e HIOMT foi avaliado em glândulas pineais em cultura estimuladas ou não com noradrenalina (10 nM, 5 h). A produção de serotonina e melatonina foram determinadas por HPLC e e os produtos radioativos dos ensaios de atividade enzimática da AA-NAT (14C-N-acetilserotonina) e da HIOMT (14C-melatonina) foram determinados por contador β. Nenhum dos tratamentos foi capaz de alterar a atividade de enzima TPH (Fig. 19A). Em contrapartida, noradrenalina aumentou significativamente a atividade da enzima AA-NAT quando comparado com o grupo não 56 Resultados estimulado. Corticosterona per se não alterou a atividade desta enzima quando comparada ao grupo controle (não estimulado), mas na concentração de 1 µM foi capaz de potenciar a atividade desta enzima induzida por noradrenalina (Fig. 19B). A atividade da enzima HIOMT não foi alterada nem por noradrenalina nem por corticosterona de forma isolada. A estimulação conjunta de noradrenalina e corticosterona (10 µM) aumentou em cerca de duas vezes a atividade desta enzima quando comparada com o grupo estimulado somente com noradrenalina (Fig. 19C). A dosagem de melatonina nos meios de cultura mostrou que ambas as doses de corticosterona potenciam a produção de melatonina induzida por noradrenalina (Fig. 19D). A B TPH C N-acetilserotonina (pmol/pineal/h) 3.0 1.5 0.0 0 0 10 10 10 NA nM 0 10 0 1 10 CORT µΜ C # 600 400 * * 200 0 40 30 14 20 10 0 00 10 10 1010 00 10 10 0 11 0 10 10 0 10 0 1 10 NA nM 10 CORT µΜ Melatonina 40 melatonina (ng/25 µL) # 00 0 D HIOMT 50 C melatonina (pmol/pineal/h) AA-NAT 800 14 5-hidroxitriptofano (pmol/pineal/min) 4.5 # 30 # * 20 10 0 1010 NA NAnM nM 0 10 10 10 NA nM 1010 CORT µMµΜ CORT 0 0 1 10 CORT µM Figura 19. Efeito da corticosterona sobre a atividade das enzimas TPH, AA-NAT e HIOMT. Glândulas pineais em cultura foram incubadas com corticosterona (Cort; 1 ou 10 µM por 24 h, barras listradas) na presença (barras cinza) ou não (barras brancas) de noradrenalina (NA; 10 nM por 5 h). A) Atividade enzimática da TPH. B) Atividade enzimática da AA-NAT. C) Atividade enzimática da HIOMT. D) Produção de melatonina. Valores representam média ± epm; n = 5-10 por grupo experimental. * p<0,05 vs grupo controle (barras brancas), # p<0,05 vs grupo estimulado apenas com noradrenalina. 57 Resultados 2.6. ADRENALECTOMIA A atividade da enzima TPH é inibida por adrenalectomia e restaurada pela administração de corticosterona em núcleos da rafe de mesencéfalo de ratos (Malek et al., 2007). Já a estabilidade e atividade da HIOMT dependem da disponibilidade do cofator S-adenosil-metionina (SAM) como doador de metilas (Ciaranello, 1978; Sandrock et al., 1980). Foi demonstrado que hipofisectomia reduz a atividade das enzimas envolvidas na via biossintética de SAM e que dexametasona reverte o processo (Wong et al., 1985). Tendo em vista que corticosterona não altera a atividade da TPH, mas é capaz de potenciar a atividade da HIOMT em glândulas pineais em cultura, foi testado o efeito da inibição da produção de glicocorticóides endógenos por adrenalectomia (ADX) sobre a produção hormonal da glândula pineal. Para tanto, glândulas pineais de ratos controle ou adrenalectomizados foram incubadas com noradrenalina (10 nM, 5 horas) e a produção de 5-HTP, 5-HT, NAS e melatonina foram dosadas nos meios de cultura por HPLC. Os resultados obtidos mostram que a adrenalectomia não alterou a produção de 5-HTP (Fig. 20A), 5-HT (Fig. 20B) e NAS (Fig. 20C), mas inibiu a produção de melatonina (Fig. 20D) em pineais de rato incubadas com noradrenalina (10 nM, 5 horas). 58 Resultados A B 200 5-HT (ng/poço) 5-HTP (ng/poço) 12 8 4 150 100 50 0 controle 0 ADX controle ADX D 70 70 60 60 Melatonina (ng/poço) NAS (ng/poço) C 50 40 30 20 10 0 * 50 40 30 20 10 controle ADX 0 controle ADX Figura 20. Efeito da adrenalectomia sobre a produção hormonal da pineal. Glândulas pineais de animais controles ou adrenalectomizados (ADX) (barras cinza) foram estimuladas com noradrenalina (10 nM por 5 h). A) 5-HTP, B) 5-HT, C) NAS e D) melatonina. Valores representam média ± epm; n = 5-6 glândulas por groupo experimental; *p<0.05, vs grupo controle (barras brancas). 59 Resultados 3. Citocinas Pró-inflamatórias Os resultados anteriores demostraram o envolvimento da via NF-κB sobre a modulação da produção de melatonina pela glândula pineal. Como citado na introdução, as citocinas inflamatórias IFN-γ e TNF podem atuar pela ativação indireta ou direta deste fator de transcrição, respectivamente. Assim sendo, o entendimento do efeito do IFN-γ e do TNF sobre a via NF-κB e sobre a produção de melatonina permitirá a obtenção de dados complementares para comprovar a relevância desta via na função pineal. 3.1. IFN-γ Como comentado anteriormente, IFN-γ aumenta a síntese de melatonina in vitro. Tendo em vista que IFN-γ atua pela via da STAT, presente na pineal (Takamiya et al., 2002), e que esta via pode interferir com a via do NF-κB, testou-se o efeito deste fator de transcrição sobre o acúmulo nuclear de NF-κB e sobre a produção de melatonina. Para tanto, foram usadas glândulas pineais de rato em cultura incubadas com IFN-γ (10 ou 30 ng/mL) por 30 min e então estimuladas com noradrenalina (10nM) por 5 h, ainda na presença de IFN-γ. O acúmulo nuclear de NF-κB foi determinado por EMSA e quantificado por densitometria óptica e a concentração de melatonina foi dosada por HPLC. Os resultados apresentados na figura 21 mostram uma correlação inversa entre os parâmetros avaliados. Como podemos observar, IFN-γ nas concentrações de 10 e 30 ng/mL diminuiu o acúmulo nuclear de NF-κB das pineais em cultura de forma concentração dependente (Fig. 21A) e a concentração de IFN-γ 10 ng/mL aumentou a produção de melatonina induzida por noradrenalina em aproximadamente 50% (Fig. 21B). 60 Resultados A B 0.4 Melatonina (ng/poço) Complexo DNA-NF-κB (U.A.) 25 0.6 * * 0.2 * 20 15 10 3 0 0.0 + + + 0 10 30 NA 10 nM IFN- γ ng/mL + + NA 10 nM - + IFN-γ 10 ng/mL Figura 21. Efeitos do IFN-γγ sobre a via NF-κ κB e a produção de melatonina. A) Acúmulo nuclear de NF-κB em glândulas pineais de rato na ausência (barra branca) ou na presença de IFN-γ (10 ou 30 ng/mL, barras cinzas) por 30 min e estimuladas por noradrenalina (NA, 10 nM) por 5 h. B) Produção de melatonina por glândulas pineais na ausência (barra branca) ou na presença de IFN-γ (10 ng/mL, barra cinza) por 30 min e estimuladas por NA (10 nM) por 5 h. Valores representam média ± epm; n = 5-6 glândulas por grupo experimental; * p<0,05 vs grupo estimulado apenas com noradrenalina. Como descrito anteriormente, o efeito potencializador da corticosterona sobre a síntese de melatonina é observado na vigência de estimulação βadrenérgica, mas é invertido quando ocorre a estimulação concomitante de receptores adrenérgicos dos subtipos α1 e β. Para testar se o mesmo fenômeno ocorre com o IFN-γ foram usadas glândulas pineais em cultura incubadas com esta citocina (10 ng/mL) por 30 min e então estimuladas com uma concentração maior de noradrenalina (100 nM) por 5 horas ainda na presença do IFN-γ. Podemos observar que, apesar do tratamento com IFN-γ ter inibido a via NF-κB (Fig. 22A), a produção de melatonina induzida por uma alta estimulação noradrenérgica não foi alterada (Fig. 22B). 61 Resultados A B 100 0.6 Melatonina (ng/poço) Complexo DNA-NF-κB (U.A.) 0.7 0.5 * 0.4 0.3 0.2 0.1 75 50 25 0.0 0 + + - + NA 100 nM IFN- γ 10 ng/mL + + - + NA 100 nM IFN-γ 10 ng/mL Figura 22. Efeitos do IFN-γγ sobre a via NF-κ κB e a produção de melatonina. A) Acúmulo nuclear de NF-κB em glândulas pineais de rato na ausência (barra branca) ou na presença de IFN-γ (30 ng/mL, barra cinza) por 30 min e estimuladas por noradrenalina (NA, 100 nM) por 5 h. B) Produção de melatonina por glândulas pineais na ausência (barra branca) ou na presença de IFN-γ (10 ng/mL, barra cinza) por 30 min e estimuladas por NA (100 nM) por 5 h. Valores representam média ± epm; n = 4 glândulas por grupo experimental; * p<0,05 vs grupo estimulado apenas com noradrenalina. 3.2. TNF Tendo verificado que a inibição da via NF-κB potencia a produção de melatonina, avaliou-se o efeito da ativação desta via sobre a produção do hormônio pineal. Para tanto, glândulas pineais de rato foram incubadas com TNF (30 ng/mL) por curtos períodos de tempo (5, 10 ou 15 minutos) e tiveram os níveis nucleares de NF-κB presentes em suas células determinados por EMSA e quantificados por densitometria óptica. Os resultados mostram que a incubação com TNF por 5 min aumentou em duas vezes os níveis nucleares de NF-κB nos núcleos das células da glândula pineal. As incubações mais prolongadas não levaram à alteração da quantidade de NF-κB translocado para o núcleo (Fig. 23A). 62 Resultados Dando sequência a este estudo, glândulas pineais de rato incubadas ou não com TNF (30 ng/mL, 30 min) foram estimuladas com noradrenalina 100 nM (5 h) por ser uma concentração capaz de estimular tanto receptores α1 quanto β-adrenérgicos. Os níveis de melatonina produzidos e liberados no meio de cultura foram dosados por HPLC. O tratamento com TNF reduziu em aproximadamente 50 % os níveis de melatonina produzidos após estimulação noradrenérgica em pineais de rato em cultura (Fig. 23B). B A 45 Melatonina (ng/poço) Complexo DNA-NF-kB (U.A.) 1.0 * 0.8 0.6 0.4 0.2 30 * 15 0 0.0 0 5 10 15 min (TNF 30 ng/mL) + - + + NA 100 nM TNF 30 ng/mL Figura 23. Efeitos do TNF sobre a via NF-κ κB e a produção de melatonina. A) Glândulas pineais em cultura na ausência (barra listrada) ou na presença de TNF (30 ng/mL, 5, 10 ou 15 min; barras cinza) tiveram seus níveis de NF-κB nuclear determinados. Valores representam média ± epm; n = 3 glândulas por grupo experimental. * p<0,05 vs grupo controle. B) Melatonina produzida por glândulas pineais em cultura na ausência ou na presença de TNF (30 ng/mL, 30 min; barra cinza) e estimuladas por noradrenalina (NA; 100 nM, 5 h. barra branca). Valores representam média ± epm, n = 4 glândulas por grupo experimental. * p<0,05 vs grupo na ausência de TNF (A) ou estimulado apenas com noradrenalina (B). 3.2.1. NAS E RNAM DE AA-NAT, HIOMT E 14-3-3 A expressão e regulação das enzimas da via biossintética de melatonina são passos importantes e passíveis de modulação. Neste sentido, glândulas pineais mantidas em cultura por 48 horas foram incubadas por diferentes períodos de tempo (0,5, 1, 6, 12, 24 e 48 h) com TNF (30 ng/mL) e então estimuladas por noradrenalina (100 nM, 5 h). A expressão dos transcritos aa-nat, 63 Resultados hiomt e 14-3-3 foram determinadas por RT-PCR em tempo real. Os níveis de NAS produzidos e liberados nos meios de cultura foram dosados por HPLC. Nenhum dos tratamentos com TNF alterou a transcrição dos genes da HIOMT (NA= 1,08 ± 0,22, n=5 vs NA + TNF 30 min = 1,09 ± 0,17, n=3) e da proteína 14-3-3 (NA = 0,96 ± 0,16, n = 5 vs + TNF 30 min = 0,96 ± 0,12, n=3), mas foi observada uma inibição transitória da expressão do gene da AA-NAT. A inibição máxima foi observada 30 minutos após a incubação com TNF. Este efeito ocorreu nos tempos subseqüentes até o grupo incubado doze horas com TNF. A inibição observada foi perdida nas incubações com TNF por 24 e 48 horas (Fig. 24A). O efeito obtido sobre a expressão do RNA mensageiro da enzima AANAT refletiu-se na produção de NAS dosada nos meios de cultura. A produção da indolamina induzida por noradrenalina foi reduzida em aproximadamente 70% no grupo incubado com TNF por 30 minutos. Este efeito ainda é observado com 1, 6 e 12 horas de incubação com a citocina, começando a diminuir com 24 horas e sendo perdido no grupo incubado por 48 horas com TNF (Fig. 24B). B TNF (30 ng/mL) 50 90 60 30 * * 0 * * 0 0,5 1 6 12 24 48 h N A S (n g / p o ç o ) E x p r e ssã o d o R N A m a a -n a t (x B a sa l - G l. n ã o e stim u la d a s) A TNF (30 ng/mL) 25 * * * * * 0 0 0,5 1 6 12 24 48 h Figura 24. Efeitos do TNF sobre a produção do transcrito aa-nat e de NAS. Glândulas pineais em cultura na presença (barras cinza) ou ausência (barras brancas) de TNF (30 ng/mL) e estimuladas com noradrenalina (100 nM). A) RNAm do transcrito aa-nat. B) concentração de NAS. Os dados foram normalizados por glândulas cultivadas e não estimuladas com noradrenalina. Valores representam média ± epm, n = 3-6 glândulas por grupo experimental. * p<0,05 vs grupo estimulado apenas com noradrenalina. 64 Resultados 3.2.2. SÍNTESE PROTÉICA E PRODUÇÃO DO TRANSCRITO AA-NAT A transitoriedade do efeito observado sobre a transcrição de aa-nat pode estar relacionada com a produção da molécula repressora IκB induzida pelo próprio fator de transcrição NF-κB. Neste sentido, para avaliar indiretamente esta hipótese foi analisada a participação de síntese protéica neste processo em glândulas pineais pré-incubadas ou não com o inibidor do processo de tradução na síntese protéica cicloheximida (10 µg/mL, 24h) e então incubadas ou não com TNF (30 ng/mL) por 30 min ou 24 horas. Todas as glândulas foram estimuladas com noradrenalina (100 nM) e os conteúdos de RNA mensageiro do gene da enzima AA-NAT foram determinados por RT-PCR em tempo real. O tratamento com cicloheximida não alterou a produção do transcrito aanat no grupo estimulado apenas com noradrenalina e também não inibiu o efeito do TNF sobre a síntese deste transcrito quando incubado por 30 minutos antes da estimulação com noradrenalina. Em contrapartida, o tratamento com cicloheximida manteve o efeito inibitório do TNF sobre a produção do RNA mensageiro aa-nat quando este foi incubado com a citocina por 24 horas antes da estimulação noradrenérgica (Fig. 25), indicando que o retorno aos níveis basais de RNAm de aa-nat após esse período de incubação é dependente de neossíntese protéica. 65 Resultados Expressão do RNAm aa-nat (x Basal - Gl. não estimuladas) CHX 10 µg/mL 0 0,5 24 horas (TNF 30 ng/mL) Noradrenalina 100 nM Figura 25. Relevância da síntese protéica no efeito transitório do TNF sobre a produção do transcrito aa-nat em pineais em cultura. Glândulas pineais préincubadas ou não com cicloheximida (CHX, 10 µg/mL, 24 h; barras cinza) e então incubadas (tempos 0,5 e 24 horas) ou não (tempo 0) com TNF (30 ng/mL) foram estimuladas com noradrenalina (NA, 100 nM, 5 h). Os conteúdos de RNA mensageiro do gene da enzima AA-NAT foram determinados. Os dados foram normalizados por glândulas cultivadas e não estimuladas com noradrenalina. Valores representam média ± epm, n = 4 glândulas por grupo experimental. # p<0,05 vs grupo estimulado apenas com noradrenalina; * p<0,05 vs grupo estimulado com noradrenalina na presença de TNF por 24 horas. 66 Discussão V. DISCUSSÃO A integração dos diversos sistemas endógenos resulta em padrões dinâmicos de funcionamento capazes de manter a oscilação rítmica interna dos organismos necessária para a sobrevivência. É esta característica que habilita os seres vivos a organizarem-se temporalmente e antecipar variações cíclicas do meio ambiente. Em situações patológicas agudas, esta organização temporal pode ser alterada de forma a facilitar a resposta fisiopatológica permitindo a solução ou mesmo a adaptação ao problema. Neste contexto, o presente trabalho demonstra que a glândula pineal, além de sua função como transdutora endógena da informação fótica ambiental, pode funcionar como um sensor interno capaz de detectar e responder temporalmente a agentes moduladores de processos fisiopatológicos. Esta tese faz parte de uma série de trabalhos que permitiram concluir que a glândula pineal integra a resposta de defesa imune, fazendo parte dos dados que levaram à proposta da existência de um EIXO IMUNE-PINEAL. O efeito de glicocorticóides sobre a pineal era bastante controverso e, como pode ser apreciado na Introdução, poderia resultar em potenciação, inibição ou mesmo em nenhuma alteração sobre a atividade biossintética desta glândula. Os dados obtidos nesta tese, que teve como diferencial a avaliação de diferentes concentrações de corticosterona, vêm confirmar que este hormônio apresenta um efeito dual sobre a pineal. Isto é, pode potenciar ou inibir a produção de melatonina induzida por ativação simpática, na dependência da concentração de corticosterona analisada e da intensidade da estimulação simpática. Pela primeira vez foi mostrado que corticosterona potencia a produção do precursor N-acetilserotonina e da própria melatonina induzida por concentrações de noradrenalina que ativam adrenoceptores β (10 nM). Este efeito potenciador ocorre com as menores concentrações de corticosterona testadas. Ao se atingir a concentração de corticosterona de 100 µM não foi observada alteração da produção de NAS e MEL induzidas por noradrenalina 67 Discussão 10 µM. Este efeito em sino poderia continuar em um efeito dual, isto é, corticosterona chegando a inibir a produção de melatonina induzida por ativação simpática. Em 1989, já havia sido constatado que glicocorticóides poderiam inibir a atividade da AA-NAT em pineais em cultura estimuladas de forma a produzir a resposta máxima (Yuwiler, 1989). Com o objetivo de testar o efeito da corticosterona após ativação dos dois sistemas de receptores, foram usados os agonistas seletivos de adrenoceptores α (fenilefrina) e β (isoprenalina). Foi observado que a corticosterona potencia a produção de melatonina induzida por isoprenalina, mas inibe o aumento induzido por fenilefrina. Este dado leva à conclusão de que quando os dois sistemas são estimulados há uma inversão do efeito da corticosterona. Por outro lado, também tem que ser considerada a hipótese que corticosterona inibiria uma produção alta de melatonina, visto que com altas concentrações de noradrenalina ocorre uma inibição da via biossintética deste hormônio pela corticosterona (Yuwiler, 1989). Em resumo, corticosterona é capaz de potenciar a produção de melatonina induzida por uma estimulação moderada de noradrenalina, mas inibe em estimulações muito altas. Considerando que os peptídeos CRH e ACTH que são liberados pela ativação do eixo HPA são capazes de aumentar transientemente a ativação do gânglio cervical superior e a liberação de noradrenalina (Sabban et al., 2004; Serova et al., 2003) e que em alguns modelos de estresse a inibição da produção de melatonina é contrabalanceada pela hipofisectomia (Troiane et al., 1987) pode-se concluir que, em determinadas situações de injúria, pode haver uma redução da produção noturna de melatonina. Em outras palavras, a estimulação concomitante de adrenoceptores α e β e de receptores de glicocorticóides gera uma situação que pode levar à redução da produção de melatonina. Por outro lado, a produção noturna de melatonina em roedores saudáveis é mediada apenas por adrenoceptores β (Tobin et al., 2002) e, portanto, a administração de corticosterona neste modelo experimental deveria levar a um aumento da produção noturna de melatonina. Em condições de estresse de contensão, que é considerada uma condição injuriante leve, sem 68 Discussão ativação do sistema autonômico, o aumento de corticosterona circulante é acompanhado do aumento da produção noturna de melatonina (Couto-Moraes et al., no prelo). Na presente tese foi utilizado o método de perfusão por microdiálise intrapineal para avaliar se em animais normais corticosterona poderia aumentar a produção noturna de melatonina. Os animais utilizados apresentavam um perfil rítmico padrão de produção de corticosterona indicando que o eixo HPA não estava estimulado. Nestas condições, a corticosterona potenciou a síntese de melatonina. Estes dados, além de confirmarem que corticosterona pode aumentar a produção de melatonina in vivo, também reforçam a ideia de que, em condições normais, há uma predominância de estimulação β-adrenérgica na glândula pineal. Os experimentos de microdiálise também mostram que a corticosterona não induz per se a produção de melatonina, visto que nos experimentos em que a perfusão foi iniciada durante a fase de claro (ZT 2) não ocorreu produção concomitante (diurna) de melatonina, sendo esta potenciada apenas na fase de escuro. No entanto, o efeito da corticosterona é imediato quando o início da perfusão ocorre uma hora após o apagar das luzes (ZT 13), pois foi observada uma potenciação da produção do hormônio pineal logo na primeira noite. Em resumo, estes dados indicam que em condições normais ou na vigência de uma injúria leve ocorre um aumento na produção noturna de melatonina induzida pela corticosterona. 1. Controle da via biossintética da melatonina pela corticosterona O estudo da atividade das enzimas da via biossintética da melatonina (TPH, AA-NAT e HIOMT), realizado com glândulas em cultura, mostra um efeito específico da corticosterona sobre cada enzima. A segunda enzima desta via biossintética é a TPH, que transforma o 5-hidroxitriptofano em serotonina. A atividade desta enzima não foi alterada por tratamento com corticosterona in 69 Discussão vitro e a quantidade de serotonina presente em glândulas pineais de animais controle não diferiu daquela de animais adrenalectomizados. No entanto, em núcleos da rafe do mesencéfalo de ratos, a expressão do RNA mensageiro, bem como a atividade da TPH são reduzidas por adrenalectomia (Malek et al., 2004, 2005 e 2007), o que sugere uma especificidade do efeito da corticosterona em diferentes tecidos. Existem duas isoformas de TPH (1 e 2) codificadas por genes diferentes. Os neurônios serotonérgicos cerebrais expressam uma quantidade 150 vezes maior da isoforma 2 em comparação com a isoforma 1 (Walther et al., 2003), enquanto que em pineais de ratos a expressão da isoforma 1 é 105 vezes superior a da isoforma 2 (Sugden, 2003). Portanto, esta diferença de isoformas poderia explicar a especificidade da ação da corticosterona em cada tecido. As enzimas que transformam serotonina em N-acetilserotonina e esta em melatonina foram alteradas pelo tratamento in vitro com corticosterona. Nas condições dos experimentos em cultura foi observado um aumento da produção do RNA mensageiro do transcrito aa-nat e da atividade da AA-NAT e da HIOMT. Já a transcrição do RNA mensageiro da HIOMT não sofreu alteração. Estas mudanças na atividade das enzimas estão de acordo com o aumento da produção de NAS e melatonina descritos anteriormente. O efeito sobre a atividade da AA-NAT pode ser entendido como o reflexo do aumento da transcrição do RNAm aa-nat, contudo, no caso da HIOMT, nenhum tratamento alterou a produção de transcrito que lhe dá origem, indicando que alterações pós-traducionais estão envolvidas na modulação da atividade desta enzima. A atividade das enzimas que metilam indolaminas (HIOMT) e catecolaminas (fenil-etanolamina-N-metil transferase – PNMT; catecol-Ometiltransferase – COMT) depende do cofator S-adenosil-metionina (SAM) como doador de metilas (citado por Sandrock et al., 1980). A estabilidade da PNMT na adrenal e da HIOMT na pineal é conferida pela disponibilidade de SAM (Ciaranello, 1978; Sandrock et al., 1980). Hipofisectomia reduz a atividade das enzimas envolvidas na via biossintética de SAM e estas podem ser restauradas pelo tratamento com dexametasona (Wong et al., 1985). No presente 70 Discussão trabalho foi verificado que a adrenalectomia é capaz de reduzir o conteúdo de melatonina, sem alterar o conteúdo de N-acetilserotonina – o que está de acordo com uma redução da atividade da HIOMT na falta de corticosterona. Este último dado permite não só caracterizar o efeito da corticosterona sobre a HIOMT, mas também sugere uma explicação para a supressão da produção noturna de melatonina após adrenalectomia de animais inflamados cronicamente (Lopes et al., 2001). A redução da disponibilidade de SAM levaria a uma inibição da atividade da HIOMT, impedindo a síntese de melatonina, mesmo durante o escuro. 2. Mecanismos Celulares e Moleculares dos Glicocorticóides O efeito dos glicocorticóides em tecidos inervados pelo sistema nervoso simpático pode ocorrer de pelo menos duas maneiras diferentes. Uma seria aumentando o tempo de disponibilidade de noradrenalina na fenda sináptica por bloquear a captação extraneuronal de catecolaminas (Trendelenburg, 1978), e a outra seria agindo sobre os mecanismos de controle da expressão gênica (Necela & Cidlowski, 2004). Glândulas pineais em cultura são capazes de captar adrenalina de forma eficiente, mas esta captação não é potenciada por corticosterona. Portanto, este tecido apresenta uma atividade de captação diferente em relação a outros estudados, tal como o ducto deferente de rato (Avellar et al., 1988 e 1990), tendo sido descartado este mecanismo não-genômico entre os responsáveis pela potenciação da produção de melatonina induzida por ativação simpática. A glândula pineal de ratos expressa receptores para glicocorticóides (GR) em concentrações compatíveis com o desenvolvimento de uma resposta funcional (Ferreira et al., 2005), visto que o número de receptores presentes chega a 50% dos detectados no fígado, tecido que tem alta expressão dos mesmos (Ballard et al., 1974). A ligação de glicocorticóides a GR no citoplasma leva à dissociação deste da proteína de choque térmico 90 (hsp90) e à translocação do complexo para o núcleo, onde se liga a sequências 71 Discussão palindrômicas específicas chamadas de elementos responsivos de glicocorticóides (GRE), resultando no aumento da transcrição de vários genes. Além disso, o complexo glicocorticóide/GR pode ligar-se a outros fatores de transcrição, tais como NF-κB, STAT e AP-1, mudando de forma marcante o padrão transcricional das células alvo (Almawi et al., 2002, Nacela & Cidlowski, 2004). Os receptores de glicocorticóides medeiam o efeito da corticosterona sobre a glândula pineal, visto que a potenciação da produção de NAS é bloqueada por mifepristone, um antagonista de GR. Neste trabalho foi verificada, pela primeira vez, a presença do fator de transcrição NF-κB em glândulas pineais. A inibição deste fator de transcrição levou a um aumento da potenciação da NAS, mimetizando o efeito observado com corticosterona. A inibição funcional do NF-κB foi feita bloqueando a sua interação aos possíveis domínios de interação com DNA, usando PDTC, ou impedindo a ativação deste fator de transcrição pela inibição de proteassomas com ALLN. A questão ainda não respondida é se o efeito do glicocorticóide ocorre diretamente sobre GREs ou por transrrepressão do fator de transcrição NF-κB. Camundongos nocauteados para GR não sobrevivem (para revisão ver Cole et al., 1995), enquanto os que têm uma mutação no receptor, o que impede a ligação do dímero ativado ao GRE mas que ainda permite a transrepressão do NF-κB, são animais que podem sobreviver em condições de laboratório (Reichardt et al., 1998). Estes e outros dados têm levado vários autores a considerar que a transrrepressão de fatores de transcrição por glicocorticóides deva ser um mecanismo tão ou mais importante que a própria ligação ao GRE (Karin & Chang, 2001). Estes mecanismos genômicos podem induzir expressões fenotípicas que reforçam a inibição desta via de transcrição. Vários modelos celulares envolvendo células imunocompetentes, de linhagem ou primárias, apresentam um aumento na expressão de IκBα ao serem expostas a glicocorticóides. No entanto, este mecanismo não é universal, pois outros modelos experimentais não são capazes de desenvolver este fenótipo (para revisão ver De Boscher et al., 2003). Em tecido cerebral de ratos, por exemplo, a 72 Discussão ativação de NF-κB induzida por LPS ou estresse é reduzida por glicocorticóides e amplificada por adrenalectomia na dependência do aumento ou da redução da expressão de IκBα (Quan et al., 2000). Independente do mecanismo intrínseco que ocorre na pineal foi demonstrado que corticosterona inibe o acúmulo nuclear de NF-κB e potencia a transcrição de aa-nat, sugerindo que o mecanismo de ação deste hormônio seja genômico. A via de sinalização NF-κB é uma via central e pleiotrópica na mediação de respostas imune inatas. Isto é, participa das respostas estereotipadas resultantes de processos infecciosos, microbacterianos ou virais, de processos inflamatórios gerados por agentes físicos ou químicos e da remoção de debris celulares (Ghosh & Hayden, 2008). No contexto deste trabalho, foi avaliada em seguida a participação de citocinas pró-inflamatórias que teriam a capacidade de modular a via de transcrição NF-κB. 3. Efeito de citocinas sobre a função pineal No processo de defesa primário, TNF é produzido por macrófagos e monócitos ativados e tem como principal função o recrutamento e a ativação de neutrófilos e monócitos para o foco infeccioso (Tracey & Cerami, 1993). Esta citocina ativa receptores de membrana que levam à transcrição de um conjunto de genes que medeiam a resposta de defesa. Os efeitos do TNF em células imunocompetentes são mediados pela via de transcrição NF-κB (para revisão ver Wajant et al., 2003). Desta forma, esta citocina foi utilizada para avaliar os efeitos da ativação da via NF-κB em glândulas pineais em cultura. No modelo utilizado, TNF promoveu translocação transiente de NF-κB para o núcleo. Os tempos avaliados foram de 5, 10 e 15 minutos e apenas aos 5 minutos foi observado um acúmulo significativamente superior ao controle. Esta ativação bastante rápida do fator de transcrição foi acompanhada de uma inibição da produção de melatonina. O decurso temporal com que TNF induz o acúmulo de NF-κB em outros tecidos é bastante variável. Em músculo liso 73 Discussão vascular, aos 30 minutos de incubação é observado um pequeno aumento, enquanto o acúmulo máximo é observado após 60 minutos (Giordano et al., 2006). Em células HeLA a translocação nuclear de NF-κB induzida por TNF é evidente aos 10 minutos e atinge o pico aos 20 minutos, mantendo-se estável até 120 minutos (Heissmeyer et al., 1999). Um estudo mais detalhado com duas linhagens de células humanas (células T e monócitos) e com fibroblastos de camundongos mostrou um decurso temporal específico para cada célula (Hoffmann et al., 2002). Este trabalho propõe que a transitoriedade, ou ritmicidade, da permanência do complexo NF-κB no núcleo está na dependência da indução da transcrição do gene da proteína inibitória do NF-κB. Vale mencionar que existem três isoformas desta proteína inibitória (IκBα, β e γ). A síntese da isoforma IκBα é altamente controlada pelo conteúdo de NF-κB no núcleo, visto que o promotor do gene desta proteína é altamente responsivo a NF-κB, permitindo um mecanismo de autocontrole (Scott et al., 1993). A partir dos dados iniciais obtidos neste trabalho, abre-se uma nova linha de investigação, que deverá avaliar a relevância fisiopatológica e os mecanismos regulatórios da via de transcrição NF-κB na pineal. TNF induz uma inibição transiente da transcrição do gene aa-nat, o que se traduz em uma inibição transiente na produção de NAS. Esta transiência é dependente de síntese protéica, visto que é inibida pela incubação das pineais com cicloheximida, um bloqueador de síntese protéica. Em vista do exposto acima, é possível que a indução da síntese de IκBα seja um fator decisivo no término da ação ou na transitoriedade da ativação da via NF-κB em pineais de rato. Outro ponto que merece ser mencionado é que há um importante retardo entre a ativação do NF-κB e a indução da transcrição do gene aa-nat e da produção de NAS. Glândulas incubadas por 10 minutos com TNF não mais apresentavam um conteúdo aumentado de NF-κB no núcleo, enquanto que a reversão da inibição da transcrição do gene aa-nat e da produção de NAS foram observadas após 24 e 48 horas de incubação. Portanto, apesar deste trabalho mostrar alguns dados que apontam o papel do TNF no controle da síntese de 74 Discussão melatonina, ainda há muitos pontos que precisam ser esclarecidos e que provavelmente permitirão melhor compreenção do papel da glândula pineal frente a processos de injúria. Tendo discutido os mecanismos que poderiam estar sendo mediados pela via de sinalização NF-κB na pineal, o passo seguinte é indagar se esta sinalização participa de processos fisiopatológicos de controle da atividade pineal. Como mencionado anteriormente, é sabido que TNF é uma das primeiras citocinas liberadas durante respostas inflamatórias agudas a partir da produção por células imunocompetentes residentes sendo, em seguida, produzida também por células recrutadas para o local da lesão (para revisão ver Turnbull & Rivier, 1999). Assim sendo, seria interessante verificar se no início de uma resposta inflamatória haveria um bloqueio da produção de melatonina pela glândula pineal. Pontes e colaboradores(2006) testaram esta hipótese em humanos. Foi determinado o conteúdo de TNF e melatonina em colostro de parturientes controles ou que apresentavam mastite, uma inflamação não infecciosa da mama que se inicia no processo de sucção durante a amamentação. Neste modelo foi verificado que parturientes controles apresentaram um ritmo normal de melatonina, com altas concentrações desta indolamina na fase noturna e baixas concentrações na diurna. Além disto, estas não tinham concentrações mensuráveis de TNF. Por outro lado, as mães que desenvolveram mastite não apresentaram o pico noturno de melatonina e mantiveram altas concentrações de TNF (Pontes et al., 2006). Mais recentemente, foram comparadas parturientes que passaram por parto normal ou cesariano. As que sofreram parto normal, a exemplo do descrito acima, apresentaram ritmo normal de melatonina e não tiveram quantidades mensuráveis de TNF, enquanto que as que sofreram parto cesariano não apresentaram ritmo de melatonina (Pontes et al., 2007). Nos dois casos, foi observada uma correlação negativa entre as concentrações de TNF e melatonina, o que vem a corroborar os dados deste trabalho. 75 Discussão O IFN-γ é uma citocina pró-inflamatória cujas ações ocorrem, em grande parte, pela ativação da via JAK/STAT1 (Meraz et al., 1996). Contudo, é bem descrita na literatura a capacidade do IFN-γ em ”primar” respostas induzidas por LPS em macrófagos (Jurkovich et al., 1991; Bundscuh et al., 1997) por mecanismos capazes de ativar a via de transcrição do NF-κB (De Wit et al., 1996; Held et al., 1999). No presente trabalho, IFN-γ apresentou efeito contrário, pois inibiu o acúmulo nuclear do NF-κB em glândulas pineais em cultura. Por outro lado, este efeito está de acordo com os dados aqui apresentados, pois esta inibição da via NF-κB está correlacionada com o aumento da produção de melatonina induzida por noradrenalina, efeito este observado em outros trabalhos (Withyachumnarnkul et al., 1990). O efeito inibitório sobre esta via é um achado inédito e estudos posteriores poderão desvendar novas formas de ação do IFN-γ e aprimorar o conhecimento do papel da glândula pineal durante processos fisiopatológicos. 4. Pineal enquanto um sensor da resposta imune inata Os dados obtidos sugerem que a pineal seja capaz de perceber e responder funcionalmente a diferentes agentes produzidos durante um processo inflamatório. Esta resposta é expressa através da variação dos níveis dos hormônios NAS e melatonina produzidos por esta glândula. Nessa condição a glândula pineal passaria a ser um órgão ao mesmo tempo transdutor temporal interno e sensor do estado patológico, pois sinaliza e controla de maneira temporalmente ativa o processo inflamatório que o organismo está enfrentando. Neste sentido, é possível hipotetizar que durante o começo de um processo inflamatório, o aumento da liberação de noradrenalina pelos terminais nervosos e da estimulação α-adrenérgica permitam que citocinas próinflamatórias, como o TNF, em associação aos altos níveis de corticosterona, inibam a produção de NAS e melatonina pela glândula pineal. Com o passar do tempo, a diminuição dos níveis de TNF, a diminuição de estimulação α-adrenérgica sobre a pineal e a manutenção dos altos níveis de corticosterona 76 Discussão no sistema favorecam o retorno para condições basais, isto é, a produção noturna de melatonina voltaria a ser uma expressão da ativação de adrenoceptores β (Fig. 26). Fase pró-inflamatória Corticosterona TNF Condição Normal - - + MEL NA MEL + NA Fase anti-inflamatória Corticosterona + MEL + NA Figura 26. Variação da produção hormonal da glândula pineal durante processos inflamatórios. A produção de melatonina pela glândula pineal está sobre o controle do eixo retino-hipotalâmico durante condições normais. Na vigência de um processo inflamatório, com o aumento da estimulação noradrenérgica proveniente das fibras que inervam a pineal, o TNF liberado na fase pró-inflamatória induziria o aumento da produção de corticosterona e, em associação a este hormônio, induziria a diminuição da produção de melatonina pela glândula pineal. Com a resolução do processo a redução da atividade noradrenérgica simpática, a redução de níveis de TNF e os altos níveis de corticosterona durante a fase anti-inflamatória restabeleceriam (ou aumentariam) a produção noturna de melatonina pela glândula pineal. 5. Eixo imune-pineal A integração dos sistemas imune e neuroendócrino atua como sensor, mantendo um estado de alerta preparado para reagir frente a situações de estresses físicos, psicológicos ou patológicos (Blalock & Smith, 2007; Markus et al., 2007; Srinivasan et al., 2008). A resposta a um agente estressor deve ser temporalmente controlada de forma a combater com eficiência o agressor sem agredir o próprio organismo. Neste sentido, diversos mecanismos de controle foram selecionados de modo a permitir a detecção, o combate inicial ao 77 Discussão agressor, a especialização no recrutamento das células de defesa combatentes e a resolução ativa da resposta desencadeada. Qualquer tipo de desequilíbrio em uma dessas fases resulta em respostas imunológicas inadequadas que podem resultar na cronificação da doença ou do processo inflamatório (nos casos em que a resposta não consegue combater efetivamente o agente agressor) ou pode resultar em uma doença autoimune quando o sistema não se autodesliga. Respostas inflamatórias a injúrias ou infecções induzem a migração de leucócitos para a região afetada que neutralizam e eliminam os estímulos injuriantes. O estado de prontidão do sistema imune é preponderante na qualidade e efetividade da resposta e, neste contexto, as produções endógenas de glicocorticóides e melatonina atuam sinergicamente no controle da quantidade e na qualidade de células de defesa na corrente sangüínea. Este controle multimediado regula, por exemplo, a migração destas células para tecidos periféricos durante situações de higidez, sendo a alteração de suas proporções quantitativas e qualitativas importantes sinais para a montagem de respostas celulares de defesa. Recentemente foi demonstrado que uma das funções dos glicocorticóides endógenos é controlar a mobilização de neutrófilos da coluna óssea para o sangue e para tecidos periféricos em situações não inflamatórias (Cavalcanti et al., 2007). Os autores demonstraram que a adrenalectomia ou a inibição dos receptores para glicocorticóides endógenos altera a fase de maturação de neutrófilos e inibem a expressão de L-selectinas destas células resultando em um maior número de neutrófilos na circulação sanguínea. Os tratamentos também levaram a um aumento da expressão de moléculas de adesão e do acúmulo nuclear de fator de transcrição NF-κB nas células endoteliais. A melatonina, por sua vez, é capaz de inibir, em doses fisiológicas, o rolamento e a aderência de neutrófilos ao endotélio (Lotufo et al., 2001) e inibir a permeabilidade vascular induzida por leucotrieno B4 (Lotufo et al., 2006). Melatonina também é capaz de controlar a produção e a disponibilização de células imunocompetentes específicas através de suas ações sobre o timo e sobre a produção da IL-2. Diversos trabalhos indicam que o ritmo circadiano de 78 Discussão IL-2 é gerado pelo ritmo diário de melatonina (Lissoni et al., 1998; Pontes et al 2006). Esta interleucina induz a maturação de linfócitos do tipo Th no timo sugerindo que a produção circadiana de melatonina contribui para a prontidão do sistema de defesa do organismo. No começo de uma resposta inflamatória, a migração de células imunocompetentes para o foco inflamatório deve ocorrer prontamente, independentemente da fase do dia em que isto ocorra. A inibição observada em pineais de rato em cultura da via biossintética e da síntese de melatonina pelo TNF (presente tese) e a existência da correlação inversa entre esta citocina e a produção circadiana deste hormônio, em humanos que apresentam processos inflamatórios (Pontes et al., 2006 e 2007), sugerem que o aumento da produção de TNF, no começo de uma resposta inflamatória, induz uma inibição da síntese de melatonina pela glândula pineal. Este efeito pode ainda ser associado a uma inibição transitória da síntese de melatonina pela corticosterona se a liberação de noradrenalina pelos terminais nervosos do GCS estiver levando a uma ativação concomitante de receptores α e β adrenérgicos. A inibição da melatonina circulante permite uma maior migração de células imunocompetentes através do endotélio e possibilita a montagem apropriada da resposta inflamatória independentemente da fase do dia em que ela seja requerida. Durante a fase de combate aos agentes agressores a melatonina também tem papéis funcionais importantes. Neste ponto, é preciso considerar as diferenças entre a produção deste hormônio pela glândula pineal e a produção local proveniente de células imunocompetentes. Células de defesa são capazes de produzir localmente grandes quantidades de melatonina (Carrillo-Vicco et al., 2005; Pontes et al., 2006) caracterizando uma transferência temporalmente determinada da produção central imposta pela pineal para uma produção local (Markus et al., 2007). O aumento local da produção de melatonina permite que as atividades anti-inflamatórias, antibióticas e de scavenger de radicais livres deste hormônio ocorram de maneira efetiva nos locais onde são necessárias. Altas concentrações de melatonina estimulam a fagocitose de macrófagos 79 Discussão (Pontes et al., 2006), inibem a proliferação de bactérias (Tekbas et al., 2008) e podem diminuir os efeitos nocivos de radicais livres por ativar enzimas antioxidantes (Reiter et al., 1997) ou por inibir a síntese de óxido nítrico induzida por LPS em células endoteliais (Tamura et al., no prelo). Melatonina favorece respostas imunes do tipo TH-1 induzindo uma maior produção das citocinas IL-6, IL-10 e IFN-γ (Garcia-Maurino et al., 1997). O aumento da síntese de melatonina local por células imunocompetentes pode fazer com que uma maior quantidade destas citocinas seja produzida localmente e liberada na corrente sanguínea. Como visto, IFN-γ potencia a síntese de melatonina na glândula pineal. Assim como altas concentrações de corticosterona podem estar, em colaboração com o TNF, inibindo a síntese induzida por estimulação adrenérgica α e β de melatonina no começo de uma resposta inflamatória é possível sugerir que, na fase de resolução do processo, a ausência de estimulação α-adrenérgica sobre a pineal associada a altos níveis de corticosterona aumentem a síntese de melatonina em sinergismo com o aumento dos níveis circulantes de IFN-γ. O fim da resposta inflamatória e o consequente restabelecimento da condição de prontidão são tão importantes quanto a montagem e o combate efetivo do processo de defesa. O aumento da fagocitose, a redução da produção de radicais livres e os efeitos microbicidas da melatonina contribuem para que o desequilíbrio induzido por elementos estressores seja combatido. Uma vez resolvido o problema, a restauração do estado inicial de prontidão deve ser alcançada. Neste contexto, a restabelecimento da produção de melatonina pela glândula pineal induzida por corticosterona e IFN-γ voltaria a inibir a migração de células imunocompetentes através do endotélio e, junto com a redução na produção local de melatonina, permitiriam que o equilíbrio do sistema fosse atingido (Fig. 27). A presente tese sugere que a glândula pineal possa funcionar como um “olho” que enxerga dentro do indivíduo percebendo e informando o estado de higidez ou patológico do organismo. Esta capacidade, associada à sua função enquanto órgão central no ajuste interno às variações cíclicas ambientais, 80 Discussão controla a homeostase dinâmica interna dos organismos e permite respostas apropriadas às diferentes situações que estes estão sujeitos ao longo de suas vidas. Neste contexto, o eixo imune-pineal pode ser compreendido como um dos maestros das respostas de defesa que, ao ajustar as fases e os períodos de funcionamento de alguns componentes, preserva o andamento harmonioso da orquestra. Figura 27. Eixo imune-pineal. Em condições normais a produção rítmica de melatonina é induzida por ativação β-adrenérgica e inibe a migração de células de defesa para os tecidos periféricos. Quando na vigência de uma resposta inflamatória, a produção central de melatonina é inibida durante a fase pró-inflamatória pela ação de altos níveis de TNF e corticosterona. Estas substâncias atingem a pineal estimulada por doses de noradrenalina capazes de ativar concomitantemente receptores α e βadrenérgicos. Nesta fase, ocorre a liberação da migração de células imunocompetentes para o foco inflamatório, onde passam a produzir localmente melatonina. Na fase antiinflamatória, a perda de estimulação α-adrenérgica associada aos altos níveis circulantes de corticosterona permite o retorno da produção noturna de melatonina pela glândula pineal e a inibição da migração celular para o foco inflamatório. 81 Conclusões VI. CONCLUSÕES O presente trabalho demonstra o efeito de agentes moduladores de processos inflamatórios sobre a função pineal. Esta ideia surgiu a partir de trabalhos que indicavam uma possível modulação positiva da corticosterona (Lopes et al., 2001) e do IFN-γ (Withyachumnarnkul et al., 1990) sobre a produção de melatonina. Corticosterona modula a produção de melatonina em pineais em cultura e in vivo. Os dados apresentados revelam que o efeito da corticosterona sobre a produção de melatonina é dependente da estimulação noradrenérgica aplicada. Em situações em que os receptores do subtipo β-adrenérgicos estão ativados, corticosterona potencia, mas inibe na vigência de estimulação β e α1adrenérgica. Quando o efeito da corticosterona é positivo ocorre o aumento da expressão do transcrito aa-nat bem como da atividade das enzimas AA-NAT e HIOMT da via biossintética da melatonina. Além da corticosterona, foi demonstrado que as citocinas pró-inflamatórias TNF e IFN-γ também são capazes de alterar a produção de melatonina em pineais em cultura, sendo que TNF inibe e IFN-γ potencia a produção hormonal da pineal. Um ponto importante deste trabalho foi a demonstração da presença e funcionalidade das vias dos fatores de transcrição GR e NF-κB. Na glândula pineal, a ativação da via do GR potencia enquanto que a ativação da via NF-κB inibe a síntese de melatonina. Esta é a primeira vez que se demonstrou que a maquinaria molecular classicamente imunomoduladora é capaz de controlar a síntese de melatonina pela glândula pineal. Os dados inéditos aqui apresentados permitem concluir que a glândula pineal de roedores está aparelhada para responder a diferentes moduladores produzidos durante um quadro fisiopatológico. Os estudos sugerem que esta glândula possui um importante papel, não apenas no controle da ritmicidade interna do organismo em situações de higidez, mas também em sua capacidade de responder apropriadamente a condições injuriantes. 82 Resumo VII. RESUMO A melatonina produzida pela glândula pineal apresenta diversas ações reguladoras da homeostase dinâmica interna de mamíferos. Suas ações abrangem tanto a regulação de funções endógenas circadianas e sazonais em situações de higidez quanto durante processos fisiopatológicos. O presente trabalho avalia o efeito dos moduladores de processos inflamatórios corticosterona, TNF e IFNγ sobre o metabolismo da glândula pineal. Os resultados aqui apresentados mostram que: 1- Corticosterona potencia a síntese de noradrenalina in vivo e in vitro na vigência de estimulação β-adrenérgica, mas inibe a produção induzida por estimulação concomitante α e βadrenérgica. 2- Este efeito é dependente de ativação de GR e não altera a captação extraneuronal de catecolaminas. 3- Corticosterona aumenta a expressão do transcrito aa-nat e a atividade das enzimas AA-NAT e HIOMT. 4 – Corticosterona inibe o acúmulo nuclear de NF-κB. 5- A inibição farmacológica da via NF-κB mimetiza o efeito potenciador da corticosterona sobre a produção hormonal da pineal. 6 – IFN-γ inibe a via NF-κB. 7 – IFN-γ potencia a produção de melatonina pela glândula pineal. 8- TNF ativa a via NF-κB. 9 – TNF inibe a produção de melatonina pela pineal. 10- TNF inibe transitoriamente a expressão do transcrito aa-nat e NAS. 11 – A transitoriedade deste efeito é dependente de neosíntese protéica. O presente trabalho mostra que a glândula pineal está aparelhada para responder a diferentes agentes moduladores de processos inflamatórios além de fortalecer e darem base para a hipótese da existência de um eixo imune-pineal central no controle de processos patológicos em mamíferos. 83 Abstract VIII. ABSTRACT The melatonin, synthetized by the pineal gland, exihibits a number of regulatory activities on the internal dynamic homeostasis of mammals. These functions are related to the regulation of endogenous circadian and seasonal rhythms during healthy and physiopathological processes. This study evaluates the effects of the inflammatory modulators, corticosterone, TNF and IFN-γ, over the pineal gland metabolism. The results presented here show that: 1 - Corticosterone enhances the synthesis of norepinephrine in vivo and in vitro in the presence of β-adrenergic stimulation, but inhibits the hormonal production when both, α and β adrenoceptors, are activated. 2 - This effect depends on the GR activation and does not interfere in the extraneuronal uptake of catecholamines. 3 - Corticosterone increases the expression of the aanat transcript and also the enzymatic activity of AA-NAT and HIOMT. 4 - Corticosterone inhibits the nuclear accumulation of NF-κB. 5 – The pharmacological inhibition of NF-κB pathway mimics the effect of corticosterone on the hormonal production in pineal. 6 - IFN- γ inhibits the NFκB pathway. 7 - IFN-γ enhances the synthesis of melatonin in the pineal gland. 8- TNF activates the NF-κB pathway. 9 – TNF inhibits the production of melatonin in the pineal gland. 10 - TNF transiently inhibits the production of the aa-nat transcript and also of NAS. 11 - This transient effect depends on the synthesis of proteins. This study shows that the pineal gland can respond to different inflammatory modulators, supporting the hypothesis of a central immune-pineal axis controlling pathological processes in mammals. 84 Referências Bibliográficas IX. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ABBAS, A.K. & LICHTMAN, A.H. (2005). Cellular and molecular immunology. updated Edition. Ed. ABBAS, A.K. & LICHTMAN A.H. Philadelphia:Elsevier Saunders. ADCOCK, I.M., NASUHARA, Y., STEVENS, D.A. & BARNES, P.J. (1999). Ligandinduced differentiation of glucocorticoid receptor (GR) trans-repression and transactivation: preferential targetting of NF-kappaB and lack of I-kappaB involvement. Br J Pharmacol, 127, 1003-1011. ALMAWI, W.Y., & MELEMEDJIAN, O.K. (2002). Negative regulation of nuclear factorkappaB activation and function by glucocorticoids. J Mol Endocrinol, 28, 69-78. ASCHOFF, J. (1960). Exogenous and endogenous components in circadian rhythms. Cold Spring Harb Symp Quant Biol, 25, 11-28. AUPHAN, N., DIDONATO, J.A., ROSETTE, C., HELMBERG, A. & KARIN, M. (1995). Immunosuppression by glucocorticoids: inhibition of NF-kappa B activity through induction of I kappa B synthesis. Science, 270, 286-290. AVELLAR, M.C. & MARKUS, R.P. (1988). Age-related changes in neuronal uptake of catecholamines. Braz J Med Biol Res, 21, 553-555. AVELLAR, M.C., KOBASHI, Y.L. & MARKUS, R.P. (1990). Age-related changes in neuronal uptake of noradrenaline. Naunyn Schmiedebergs Arch Pharmacol, 341, 295300. AXEROLD, J. & WEISSBACH, H. (1960). Enzymatic O-methylation of Nacetylserotonin to melatonin. Science, 131, 1312. BAEUERLE, P.A & BALTIMORE, D. (1996). NF-kappa B: ten years after. Cell, 87, 13-20. BALDWIN, A.S. JR. (1996). The NF-kappa B and I kappa B proteins: new discoveries and insights. Annu Rev Immunol, 14, 649-683. BALER, R., COVINGTON, S. & KLEIN, D.C. (1997). The rat arylalkylamine Nacetyltransferase gene promoter. cAMP activation via a cAMP-responsive elementCCAAT complex. J Biol Chem, 272, 6979-6985. BALLARD, P.L., BAXTER, J.D., HIGGINS, S.J., ROUSSEAU, G.G. & TOMKINS, G.M. (1974). General presence of glucocorticoid receptors in mammalian tissues. Endocrinology, 94, 998-1002. BARASSIN, S., SABOUREAU, M., KALSBEEK, A., BOTHOREL, B., VIVIEN-ROELS, B., MALAN, A., BUIJS, R.M., GUARDIOLA-LEMAITRE, B. & PÉVET, P. (1999). 85 Referências Bibliográficas Interindividual differences in the pattern of melatonin secretion of the Wistar rat. J Pineal Res, 27, 193-201. BARBOSA, E.J.M., FERRIERA, Z.S. & MARKUS, R.P. (2000). Purinergic and noradrenergic cotransmission in the rat pineal gland. Eur J Pharmacol, 401, 59-62. BEATO, M. (1989). Gene regulation by steroid homones. Cell, 56, 335-344. BECK-FRIIS, J., HANSSEN, T., KJELLMAN, B.F., LJUNGGREN, J.G., UNDEN, F. & WETTERBERG, L. (1983). Serum melatonin and cortisol in human subjects after administration of dexamethasone and propranolol. Psychopharmacol Bull, 19, 646648. BESANÇON, R., REBOUL, A., CLAUSTRAT, B., JOUVET, A., BELIN, M.F. & FEVREMONTANGE, M. (1997). Tryptophan hydroxylase mRNAs analysis by RT-PCR: preliminary report on the effect of noradrenaline in the neonatal rat pineal gland. J Neurosci Res, 49, 750-758. BESANÇON, R., SIMONNEAUX, V., JOUVET, A., BELIN, M.F. & FEVREMONTANGE, M. (1996). Nycthemeral expression of tryptophan hydroxylase mRNAs in the rat pineal gland. Brain Res Mol Brain Res, 40, 136-138. BLALOCK, J.E. & SMITH, E.M. (2007). Conceptual development of the immune system as a sixth sense. Brain Behav Immun, 21, 23-33. BOEHM, U., KLAMP, T., GROOT, M. & HOWARD, J.C. (1997). Cellular responses to interferon-gamma. Annu Rev Immunol, 15, 749-795. BONIZZI, G. & KARIN, M. (2004). The two NF-kB activation pathways and their role in innate and adaptative immunity. Trends Immunol, 25, 280-288. BORJIGIN, J., WANG, M.M. & SNYDER, S.H. (1995). Diurnal variation in mRNA encoding serotonin n-acetyltransferase in pineal gland. Nature, 378, 783-785. BRADFORD, M.M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal Biochem, 72, 248-254. BRADING, A.F. (2006). Smooth muscle research: from Edith Bülbring onwards. Trends Pharmacol Sci, 27, 158-165. BRADLEY, J.R. (2008). TNF-mediated inflammatory disease. J Pathol, 214, 149–160. BUCKINGHAM, J.C. (2006). Glucocorticoids: exemplars of multi-tasking. Br J Pharmacol, 147, 258-268. BUIJS, R.M. & KALSBEEK, A. (2001). Hypothalamic integration of central and peripheral clocks. Nat Rev Neurosci, 2, 521-526. 86 Referências Bibliográficas BUIJS, R.M., KALSBEEK, A., VAN DER WOUDE, T.P., VAN HEERIKHUIZE, J.J. & SHINN, S. (1993). Suprachiasmatic nucleus lesion increases corticosterone secretion. Am J Physiol, 264, 1186–1192. BUIJS, R.M., WORTEL, J., VAN HEERIKHNUIZE, J.J., FEENSTRA, M.G., TER HORST, G.J., ROMIJN, H.J. & KALSBEEK, A. (1999). Anatomical and functional demonstration of a multisynaptic suprachiasmatic nucleus adrenal (cortex) pathway. Eur J Neurosci, 11, 1535–1544. BUNDSCHUH, D.S., BARSIG, J., HARTUNG, T., RANDOW, F., DÖCKE, W.D., VOLK, H.D. & WENDEL, A. (1997). Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor and IFN-gamma restore the systemic TNF-alpha response to endotoxin in lipopolysaccharide-desensitized mice. J Immunol, 158, 2862-2871. BURKE, Z., WELLS, T., CARTER, D., KLEIN, D. & BALER, R. (1999). Genetic targeting: the serotonin N-acetyltransferase promoter imparts circadian expression selectively in the pineal gland and retina of transgenic rats. J Neurochem, 73, 13431349. CABRINI, D.A., CAMPOS, M.M., TRATSK, K.S., MERINO, V.F., SILVA, J.A. J.R., SOUZA, G.E., AVELLAR, M.C., PESQUERO, J.B. & CALIXTO, J.B. (2001). Molecular and pharmacological evidence for modulation of kinin b(1) receptor expression by endogenous glucocorticoids hormones in rats. Br J Pharmacol, 132, 567-577. CALVO, J., BOYA, J., BORREGON, A. & GARCIA-MAURIÑO, J.E. (1988). Presence of glial cells in the rat pineal gland: a light and electron microscopic immunohistochemical study. Anat Rec, 220, 424-428. CARRILLO-VICO, A., GARCÍA-MAURIÑO, S., CALVO, J.R. & GUERRERO, J.M. (2003). Melatonin counteracts the inhibitory effect of PGE2 on IL-2 production in human lymphocytes via its mt1 membrane receptor. FASEB J, 17, 755-757. CARRILLO-VICO, A., LARDONE, P. J., NAJI, L., FERNANDEZ-SANTOS, J. M., MARTIN-LACAVE, I., GUERRERO, J.M. & CALVO, J.R. (2005). Beneficial pleiotropic actions of melatonin in an experimental model of septic shock in mice: regulation of pro-/anti-inflammatory cytokine network, protection against oxidative damage and anti-apopitotic effects. J Pineal Res, 39, 400-408. CARRILLO-VICO, A., REITER, R.J., LARDONE, P.J., HERRERA, J.L., FERNÁNDEZMONTESINOS, R., GUERRERO, J.M. & POZO, D. (2006). The modulatory role of melatonin on immune responsiveness. Curr Opin Investig Drugs, 7, 423-431. 87 Referências Bibliográficas CARSWELL, E.A., OLD, L.J., KASSEL, R.L., GREEN, S., FIORE, N. & WILLIAMSON, B. (1975). An endotoxin-induced serum factor that causes necrosis of tumors. Proc Natl Acad SciUSA, 72, 3666–3670. CATO, A.C. & WADE, E. (1996) Molecular mechanisms of anti-inflammatory action of glucocorticoids. Bioassays, 18, 371-378. CAVALCANTI, D.M., LOTUFO, C.M., BORELLI, P., FERREIRA, Z.S., MARKUS, R.P. & FARSKY, S.H. (2007). Endogenous glucocorticoids control neutrophil mobilization from bone marrow to blood and tissues in non-inflammatory conditions. Br J Pharmacol, 152, 1291-1300. CAVALCANTI, D.M., LOTUFO, C.M., BORELLI, P., TAVASSI, A.M., PEREIRA, A.L., MARKUS, R.P. & FARSKY, S.H. (2006). Adrenal deficiency alters mechanisms of neutrophil mobilization. Mol Cell Endocrinol, 249, 32-39. CHEN, G. & GOEDDEL, D.V. (2002). TNF-R1 Signaling: A Beautiful Pathway. Science, 296, 1634. CHEN, L.F. & GREENE, W.C. (2004). Shapping the nuclear action of NF-κB. Mol Cell Biol, 5, 392-401. CIARANELLO, R.D. (1978). Regulation of phenylethanolamine N-methyltransferase synthesis and degradation. Regulation by rat adrenal glucocorticoids. Mol Pharmacol, 14, 478-489. COLE, T.J., BLENDY, J.A., MONAGHAN, A.P., SCHMID, W., AGUZZI, A. & SCHÜTZ, G. (1995). Molecular genetic analysis of glucocorticoid signaling during mouse development. Steroids, 60, 93-96. COON, S.L., DEL, OLMO. E., YOUNG, W.S. 3rd. & KLEIN, D.C. (2002). Melatonin synthesis enzymes in Macaca mulatta: focus on arylalkylamine N-acetyltransferase (EC 2.3.1.87). J Clin Endocrinol Metab, 87, 4699-4706. COON, S.L., ROSEBOOM, P.H., BALER, R., WELLER, J.L., NAMBOODIRI, M.A.A., KOONIN, E.V. & KLEIN, D.C. (1995). Pineal serotonin n-acetyltransferase: expression cloning and molecular analysis. Science, 270, 1681-1683. COON, S.L., WELLER, J.L., KORF, H.W., NAMBOODIRI, M.A., ROLLAG, M. & KLEIN, D.C. (2001). cAmp regulation of arylalkylamine N-acetyltransferase (AANAT, EC 2.3.1.87): a new cell line (1E7) provides evidence of intracellular AANAT activation. J Biol Chem, 276, 24097-24107. 88 Referências Bibliográficas COUTO-MORAES, R., PALERMO-NETO, J. & MARKUS, R.P. The Immune-Pineal Axis: Stress as a modulator of pineal gland function. Annals of the New York Academy of Sciences, no prelo. CRAFT, C.M., MURAGE, J., BROWN, B. & ZHAN-POE, X. (1999). Bovine arylakylamine N-acetyltransferase activity correlated with mRNA expression in pineal and retina. Mol Brain Res, 65, 44-51. CSABA, G. & RICHTER, T. (1975). Collaboration of serotonin and melatonin in the control of thyroid function. Acta Biol Med Ger, 34, 1097-1100. DARNELL, J.E. Jr. (1997) STATs and gene regulation. Science, 277, 1630-1635. DARNELL, J.E. Jr., KERR, I.M. & STARK, G.R. (1994). Jak-STAT pathways and transcriptional activation in response to IFNs and other extracellular signaling proteins. Science, 264, 1415-1421. De BOSSCHER, K., BERGHE, W. V. & HAEGEMAN, G. (2003). The interplay between the glucocorticoid receptor and nuclear factor-κB or activator protein-1: molecular mechanisms for gene repression. Endocr Rev, 24, 488-522. De FRANCO, D.B. & CSERMELY, P. (2000). Steroid receptor and molecular chaperone encounters in the nucleus. Sci STKE, 42, PE1. De KLOET, E.R., VREUGDENHIL, E., OITZL, M.S. & JOËLS, M. (1998). Brain corticosteroid receptor balance in health and disease. Endocr Rev, 19, 269-301. De VERA, M.E., TAYLOR, B.S., WANG, Q., SHAPIRO, R.A., BILLIAR, T.R. & GELLER, D.A. (1997). Dexamethasone suppresses iNOS gene expression by upregulating Ikappa B alpha and inhibiting NF-kappa B. Am J Physiol, 273, 1290-1296. De WIT, H., HOOGSTRATEN, D., HALIE, R.M. & VELLENGA, E. (1996). Interferongamma modulates the lipopolysaccharide-induced expression of AP-1 and NFkappa B at the mRNA and protein level in human monocytes. Exp Hematol, 24, 228235. DEMISCH, L., DEMISH, K. & NICKELSEN, T. (1988). Influense of dexamethasone on nocturnal melatonin production in healthy adult subjects. J Pineal Res, 5, 317-321. DESCATES, R. (1973). As Paixões da Alma. In Os Pensadores. Ed. Civita, V. São Paulo: Abril Cultural e Industrial , 1a ed, 15. DITTMAR, K.D., DEMADY, D.R., STANCATO, L.F., KRISHINA, P. & PRATT, W.T. (1997). Folding of the glucocorticoid receptor by the heat shock protein (hsp) 90based chaperone machinery. The role of p23 is to stabilize receptor. hsp90 heterocomplexes formed by hsp90. p60. hsp70. J Biol Chem, 272, 21213-21220. 89 Referências Bibliográficas DRAZEN, D.L. & NELSON, R.J. (2001) Melatonin receptor subtype MT2 (Mel 1b) and not mt1 (Mel 1a) is associated with melatonin-induced enhancement of cellmediated and humoral immunity. Neuroendocrinology, 74, 178-184. DRIJFHOUT, W. J., GROL, C. J. & WESTERINK, B. H. C. (1996). Parasympathetic inhibition of pineal indole metabolism by prejunctional modulation of noradrenaline release. Eur J Pharamcol, 20, 24-32. DUBOCOVICH, M.L. & MARKOWSKA, M. (2005). Functional MT1 and MT2 melatonin receptors in mammals. Endocrine, 27, 101-110. DUVERNOY, H.M. & RISOLD, P.Y. (2007). The circumventricular organs: an atlas of comparative anatomy and vascularization. Brain Res Rev, 56, 119-147. EBERHARDT, W., SCHULZE, M., ENGELS, C., KLASMEIER, E. & PFEILSCHIFTER, J. (2002). Glucocorticoid-mediated suppression of cytokine-induced matrix metalloproteinase-9 expression in rat mesangial cells: involvement of nuclear factor-kappaB and Ets transcription factors. Mol Endocrinol, 16, 1752-1766. FERREIRA, Z.S. & MARKUS, R.P. (2001). Caracterisation of P2Y(1)-like receptor in cultured rat pienal glands. Eur J Pharmacol, 415, 151-156. FERREIRA, Z.S., CIPOLLA-NETO, J. & MARKUS, R.P. (1994). Presence of P2purinoceptors in the rat pineal gland. Brit J Pharmacol, 112, 107-110. FERREIRA, Z.S., FERNANDES, P.A.C.M., DUMA, D., ASSREUY, J., AVELLAR, M.C.W. & MARKUS, R.P. (2005). Corticosterone modulates noradrenaline-induced melatonin synthesis through inhibition of nuclear factor kappaB. J Pineal Res, 38, 182-188. FERREIRA, Z.S., GARCIA, C.R., SPRAY, D.C. & MARKUS, R.P. (2003). P2Y(1) receptor activation enhances the rate of rat pinealocyte-induced extracellular acidification via a calcium-dependent mechanism. Pharmacology, 69, 33-37. FOULKES, N.S., BORJIGIN, J., SNYDER, H. & SASSONE-CORSI, P. (1986). Transcriptional control of circadian hormone synthesis via the CREM feedback loop. Proc Natl Acad Sci USA, 93, 14140-14145. GANGULY, S., COON, S. L. & KLEIN, D. C. (2002). Control of melatonin synthesis in mammalian pineal gland; the critical role of seretonin acetylation. Cell Tissue Res, 309, 127-137. GANGULY, S., GRODZKI, C., SUGDEN, D., MØLLER, M., ODOM, S., GAILDRAT, P., GERY, I., SIRAGANIAN, R.P., RIVERA, J. & KLEIN, D.C. (2007). Neural adrenergic/cyclic AMP regulation of the immunoglobulin E receptor alpha- 90 Referências Bibliográficas subunit expression in the mammalian pinealocyte: a neuroendocrine/immune response link? J Biol Chem, 282, 32758-32764. GANGULY, S.; GASTEL, J.A.; WELLWE, J.L.; SCHAWARTZ, C., JAFFE, H., NAMBOODIRI, M.A., COON, S.L., HICHMAN, B., ROLLAG, M., OBSIL, T., BEAUVERGER, P., FERRY, G., BOUTIN, J.A. & KLEIN, D.C. (2001). Role of a pineal cAMP-operated arylakylamine N-acetyltransferase/14-3-3-binding switch in melatonin synthesis. Proc Natl Acad Sci USA, 98, 8083-8088. GARCIA-MAURIÑO, S., GONZALEZ-HABA, M.G., CALVO, J.R., RAFII-EL-IDRISSI, M., SANCHEZ-MARGALET, V., GOBERNA, R. & GUERRERO JM. (1997). Melatonin enhances IL-2, IL-6, and IFN-gamma production by human circulating CD4+ cells: a possible nuclear receptor-mediated mechanism involving T helper type 1 lymphocytes and monocytes. J Immunol, 159, 574-581. GARIDOU, M.L., GAUER, F., VIVIEN-ROELS, B., SICARD, B., PÉVET, P. & SIMONNEAUX, V. (2002). Pineal arylalkylamine N-acetyltransferase gene expression is highly stimulated at night in the diurnal rodent, Arvicanthis ansorgei. Eur J Neurosci, 15, 1632-1640. GASTEL, J.A., ROSEBOOM, P.H., RINALDI, P.A., WELLER, J.L. & KLEIN, D.C. (1998). Melatonin production: proteasomal proteolysis in serotonin n-acetyltransferase regulation. Science, 279, 1358-1360. GAUER, F., POIREL, V.J., GARIDOU, M.L., SIMONNEAUX, V. & PÉVET, P. (1999). Molecular cloning of the arylalkylamine-N-acetyltransferase and daily variations of its mRNA expression in the Syrian hamster pineal gland. Mol Brain Res, 71, 8795. GHOSH, S. & HAYDEN, M.S. (2008). New regulators of NF-kappaB in inflammation. Nat Rev Immunol, 11, 837-848. GHOSH, S., MARY, M.J. & KOPP, E.B. (1998). NF-kB and Rel proteins: evolutionarily conserved mediations of immune responses. Annu Rev Immunol, 16, 225-260. GILAD, E., WONG, H.R., ZINGARELLI, B., VIRÁG, L., O'CONNOR, M., SALZMAN, A.L. & SZABÓ, C. (1998). Melatonin inhibits expression of the inducible isoform of nitric oxide synthase in murine macrophages: role of inhibition of NFkappaB activation. FASEB J, 12, 685-693. GIORDANO, A., AVELLINO, R., FERRARO, P., ROMANO, S., CORCIONE, N. &, ROMANO, M.F. (2006). Rapamycin antagonizes NF-kappaB nuclear translocation 91 Referências Bibliográficas activated by TNF-alpha in primary vascular smooth muscle cells and enhances apoptosis. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 290, 2459-2465. GRAY, P.W. & GOEDDEL, D.V. (1982). Structure of the human immune interferon gene. Nature, 298, 859–863. GRELL, M., WAJANT, H., ZIMMERMANN, G. & SCHEURICH, P. (1998). The type 1 receptor (CD120a) is the high-affinity receptor for soluble tumor necrosis factor. Proc Natl Acad Sci USA, 95, 570-575. GUILLAUMOND, F., SAGE, D., DEPREZ, P., BOSLER, O., BECQUET, D. & FRANCOIS-BELLAN, A M. (2000). Circadian binding activity of ap-1, a regulator of the arylalkylamine n-acetyltransferase gene in the rat pineal gland, depends on circadian fra-2, c-jun, and jun-d expression and is regulated by the clock's zeitgebers. J Neurochem, 75, 1398-1407. HACK, C.E., AARDEN, L.A. & THIJS, L.G. (1997). Role of cytokines in sepsis. Adv Immunol, 66, 101-195. HATTAR, S., LIAO, H.W., TAKAO, M., BERSON, D.M. & YAU, K.W. (2002). Melanopsin-containing retinal ganglion cells: architecture, projections, and intrinsic photosensitivity. Science, 295, 1065-1070. HAYDEN, M.S. & GHOSH, S. (2004). Signaling to NF-kappaB. Genes Dev, 18, 21952224. HEISSMEYER, V., KRAPPMANN, D., WULCZYN, F.G. & SCHEIDEREIT, C. (1999). NF-kappaB p105 is a target of IkappaB kinases and controls signal induction of Bcl-3-p50 complexes. EMBO J, 18, 4766-4778. HELD, T.K., WEIHUA, X., YUAN, L., KALVAKOLANU, D.V. & CROSS, A.S. (1999). Gamma interferon augments macrophage activation by lipopolysaccharide by two distinct mechanisms, at the signal transduction level and via an autocrine mechanism involving tumor necrosis factor alpha and interleukin-1. Infect Immun, 67, 206-212. HOFFMAN, R.A. & REITER, R.J. (1965a). Pineal gland: influence on gonads of male hamsters. Science, 148, 1609-1611. HOFFMAN, R.A. & REITER, R.J. (1965b). Influence of compensatory mechanisms and the pineal gland on dark-induced gonadal atrophy in male hamsters. Nature, 207, 658-659. 92 Referências Bibliográficas HOFFMAN, R.A., HESTER, R.J. & TOWNS, C. (1965). Effect of light and temperature on the endocrine system of the golden hamster (Mesocricetus auratus Waterhouse). Comp Biochem Physiol, 15, 525-533. HOFFMANN, A., LEVCHENKO, A., SCOTT, M.L. & BALTIMORE, D. (2002). The IκB– NF-κB Signaling Module: Temporal Control and Selective Gene Activation. Science, 298, 1241-1245. IHLE, J.N. (1995). The Janus protein tyrosine kinase family and its role in cytokine signaling. Adv Immunol, 60, 1-35. JURKOVICH, G.J., MILESKI, W.J., MAIER, R.V., WINN, R.K., & RICE, C.L. (1991). Interferon gamma increases sensitivity to endotoxin. J Surg Res, 51, 197-203. KALSBEEK, A. & BUIJS, R.M. (2002). Output pathways of the mammalian suprachiasmatic nucleus: coding circadian time by transmitter selection and specific targeting. Cell Tissue Res, 309, 109-118. KALSBEEK, A., GARIDOU, M.L., PALM, I.F., VAN DER VLIET, J., SIMONNEAUX, V., PÉVET, P. & BUIJS, R.M. (2000) Melatonin sees the light: blocking GABA-ergic transmission in the paraventricular nucleus induces daytime secretion of melatonin. Eur J Neurosci, 12, 3146-3154. KALSBEEK, A., PERREAU-LENZ, S. & BUIJS, R.M. (2006). A network of (autonomic) clock outputs. Chronobiol Int, 23, 521-535. KALSBEEK, A., RIKKERS, M., VIVIEN-ROELS, B. & PÉVET, P. (1993). Vasopressin and vasoactive intestinal peptide infused in the paraventricular nucleus of the hypothalamus elevate plasma melatonin levels. J Pineal Res, 15, 46-52. KAPPERS, J.A. (1960). The development, topographical relations and innervation of the epiphysis cerebri in the albino rat. Zeitschrift fur Zellforschung, 52, 163-215. KARIN, M. & CHANG, L. (2001). AP-1-glucocorticoid receptor cross-talk taken to a higher level. J Endocrinol, 169, 447-451. KIM, M.H., UEHARA, S., MUROYAMA, A., HILLE, B., MORIYAMA, Y. & KOH, D.S. (2008). Glutamate transporter-mediated glutamate secretion in the mammalian pineal gland. J Neurosci, 28, 10852-10863. KITAY, J.I. & ALTSCHULE, M.D. (1954). Effects of pineal extract administration on ovary weight in rats. Endocrinology, 65, 782-784. KLEIN, D. C. & WELLER, J. L. (1970). Indole Metabolism in the Pineal Gland: A Circadian Rhythm in N-Acetyltransferase. Science,169, 1093–1095. 93 Referências Bibliográficas KLEIN, D.C. (1985). Photoneural regulation of the mammalian pineal gland. In: Everet, D. & Clark, D. (eds), Photoperiodism, Melatonin and the Pineal. Ciba Foundation Symposium 117. Pittman Press, London, pp. 38-56. KLEIN, D.C., COON, S.L.; ROSEBOOM, P.H., Weller, J.L., BERNARD, M., GASTEL, J.A., ZATZ, M., IUVONE, M., RODRIGUEZ, I.R., BÉGAY, V., FLCON, J., CAHILL, G.M., COSSONE, V.M. & BALER, R. (1997). The melatonin rhythm-generating enzyme: molecular regulation of serotonin n-acetyltransferase in the pineal gland. Recent Progress in Hormone Res, 52, 307-358. KLEIN, D.C., GANGULY, S., COON, S., WELLER, J.L., OBSIL, T., HICKMAN, A. & DYDA, F. (2002). 14-3-3 Proteins and photoneuroendocrine transduction: role in controlling the daily rhythm in melatonin. Biochem Soc Trans, 30, 365-73. KROZOWSKI, Z.S. & FUNDER, J.W. (1983). Renal mineralocorticoid receptors and hippocampal corticosterone-binding species have identical intrinsic steroid specificity. Proc Natl Acad Sci USA, 80, 6056-6060. KUMAR, R. & THOMPSON, E.B. (2003). Transactivation functions of the N-terminal domains of nuclear hormone receptors: protein folding and coativator interactions. Mol Endocrinol, 17, 1-10. KUS, L., HANDA, R.J. & MCNULTY, J.A. (1994). Glutamate inhibition of the adrenergic-stimulated production of melatonin in rat pineal gland in vitro. J Neurochem, 62, 2241-2245. La FLEUR, S.E., KALSBEEK, A., WORTEL, J. & BUIJS, R.M. (2000). Polysynaptic neural pathways between the hypothalamus, including the suprachiasmatic nucleus, and the liver. Brain Res, 871, 50-56. La IGLESIA, H.O., BLAUSTEIN, J.D. & BITTMAN, E.L. (1999). Oestrogen receptoralpha-immunoreactive neurones project to the suprachiasmatic nucleus of the female Syrian hamster. J Neuroendocrinol, 11, 481-490. LEDGERWOOD, E.C., POBER, J.S. & BRADLEY, J.R. (1999). Recent advances in the molecular basis of TNF signal transduction. Lab Invest, 79, 1041-1050. LERNER, A.B., CASE, J.D. & HEINZELMAN, R.V. (1959). Structure of melatonin. J Am Chem Soc, 81, 6084. LERNER, A.B., CASE, J.O., TAKAHASHI, Y., LEE, T.H. & MORI, W. (1958). Isolation of melatonin, the pineal factor that lightens melanocytes. J Am Chem Soc, 80, 2587. 94 Referências Bibliográficas LETZ, B., SCHOMERUS, C., MARONDE, E., KORF, H.W. & KORBMACHER, C. (1997). Stimulation of a nicotinic ACh receptor causes depolarization and activation of L-type Ca2+ channels in rat pinealocytes. J Physiol, 499, 329-340. LISSONI, P., ROVELLI, F., BRIVIO, F., BRIVIO, O. & FUMAGALLI, L. (1998). Circadian secretions of IL-2, IL-12, IL-6 and IL-10 in relation to the light/dark rhythm of the pineal hormone melatonin in healthy humans. Nat Immun, 16, 1-5. LOPES, C., DELYRA, J.L., MARKUS, R.P. & MARIANO, M. (1997). Circadian rhythm in experimental chronic inflammation is modulated by melatonin. J Pineal Res, 23, 72-78. LOPES, C., MARIANO, M. & MARKUS, R.P. (2001). Interaction between the adrenal and the pineal gland in chronic experimental inflammation induced by BCG in mice. Inflammation Res, 50, 6-11. LOTUFO, C.M., YAMASHITA, C.E., FARSKY, S.H. & MARKUS, R.P. (2006). Melatonin effect on endothelial cells reduces vascular permeability increase induced by leukotriene B4. Eur J Pharmacol, 534, 258-263. LOTUFO, C.M.C., LOPES, C., DUBOCOVICH, M.L., FARSKY, S.H.P. & MARKUS, R.P. (2001). Melatonin and N-acetylserotonin inhibit leucocyte rolling and adhesion to rat microcirculation. Eur J Pharmacol, 430, 351-357. LOVENBERG, W., JEQUIER, E. & SJOERDSMA, A. (1967). Tryptophan hydroxylation: measurement in pineal gland, brainstem, and carcinoid tumor. Science, 155, 217219. MAESTRONI, G.J., CONTI, A. & PIERPAOLI, W. (1986). Role of the pineal gland in immunity. Circadian synthesis and release of melatonin modulates the antibody response and antagonizes the immunosuppressive effect of corticosterone. J Neuroimmunol, 13, 19-30. MALEK, Z.S., DARDENTE, H., PÉVET, P. & RAISON, S. (2005). Tissue-specific expression of tryptophan hydroxylase mRNAs in the rat midbrain: anatomical evidence and daily profiles. Eur J Neurosci, 22, 895-901. MALEK, Z.S., PÉVET, P. & RAISON, S. (2004). Circadian change in tryptophan hydroxylase protein levels within the ratintergeniculate leaflets and raphe nuclei. Neuroscience, 125, 749-758. MALEK, Z.S., SAGE, D., PÉVET, P. & RAISON, S. (2007). Daily rhythm of tryptophan hydroxylase-2 messenger ribonucleic acid within raphe neurons is induced by 95 Referências Bibliográficas corticoid daily surge and modulated by enhanced locomotor activity. Endocrinology, 148, 5165-5172. MARKUS, R.P. & TAMURA, E.K. (2009). G protein-coupled receptors and others mechanisms that translate melatonin effects. In G Protein-coupled receptors in vertebrates: Comparative Perspectives. Ed. Magalhães, M.F. & Yamanouye, Norma. Research Signpost. MARKUS, R.P., FERREIRA, Z.S., FERNANDES, P.A.C.M. & CECON, E. (2007). The immune-pineal axis: a shuttle between endocrine and paracrine melatonin sources. Neuroimmunomodulation, 14, 126-133. MEDEIROS, R., CABRINI, D.A. & CALIXTO, J.B. (2001). The "in vivo" and "ex vivo" roles of cylcooxygenase-2, nuclear factor-kappaB and protein kinases pathways in the up-regulation of B1 receptor-mediated contraction of the rabbit aorta. Regul Pept, 97, 121-130. MEDZHITOV, R. & JANEWAY, C. JR. (2000). Innate immune recognition: mechanisms and pathways. Immunol Rev, 173, 89-97. MENAKER, M., MOREIRA, L.F., TOSINI, G. (1997). Evolution of circadian organization in vertebrates. Braz J Med Biol Res, 30, 305-313. MERAZ, M.A., WHITE, J.M., SHEEHAN, K.C., BACH, E.A., RODIG, S.J., DIGHE, A.S., KAPLAN, D.H., RILEY, J.K., GREENLUND, A.C., CAMPBELL, D., CARVERMOORE, K., DUBOIS, R.N., CLARK, R., AGUET, M. & SCHREIBER, R.D. (1996). Targeted disruption of the Stat1 gene in mice reveals unexpected physiologic specificity in the JAK-STAT signaling pathway. Cell, 84, 431-442. MILLER, R., WEN, X., DUNFORD, B., WANG, X. & SUZUKI, Y. (2006). Cytokine production of CD8+ immune T cells but not of CD4+ T cells from Toxoplasma gondii-infected mice is polarized to a type 1 response following stimulation with tachyzoite-infected macrophages. J Interferon Cytokine Res, 26, 787-792. MØLLER, M. & BAERES, F.M. (2002). The anatomy and innervation of the mammalian pineal gland. Cell Tissue Res, 309, 139-150. MOORE, R.Y. & EICHLER, V.B. (1972). Loss of a circadian adrenal corticosterone rhythm following suprachiasmatic lesions in the rat. Brain Res, 42, 210-216. MOORE, R.Y. & KLEIN, D.C. (1974). Visual pathways and the central neural control of a circadian rhythm in pineal serotonin N-acethyltransferase activity. Brain Res, 71, 17-33. 96 Referências Bibliográficas MOYNAGH, P.N. (2003). Toll-like receptor signalling pathways as key targets for mediating the anti-inflammatory and immunosuppressive effects of glucocorticoids. J Endocrinol, 179, 139-144. MURPHY, T.L., CLEVELAND, M.G., KULESZA, P., MAGRAM, J. & MURPHY, K.M. (1995). Regulation of interleukin 12 p40 expression through a NF-kappa B half-site. Mol Cell Biol, 15, 5258-5267. NADEAU, S. & RIVEST, S. (2002). Endotoxemia prevents the cerebral inflammatory wave induced by intraparenchymal lipopolysaccharide injection: role of glucocorticoids and CD14. J Immunol, 169, 3370-3381. NADEAU, S. & RIVEST, S. (2003) Glucocorticoids play a fundamental role in protecting the brain during innate immune response. J Neurosci, 23, 5536-5544. NECELA, B.M. & CIDLOWSKI, J.A. (2004). Mechanisms of glucocorticoid receptor action in noninflammatory and inflammatory cells. Proc Am Thorac Soc, 1, 239-246. NELSON, R.J., DEMAS, G.E. (1997). Role of melatonin in mediating seasonal energetic and immunologic adaptations. Brain Res Bull, 44, 423-430. NELSON, R.J., DEMAS, G.E., KLEIN, S.L. & KRIEGSFELD, L.J. (1995). The influence of season, photoperiod, and pineal melatonin on immune function. J Pineal Res, 19, 149-165. NIR, I., KAISER, N., HIRSCHMANN, N. & SULMAN, F.G. (1970). The effect of 17 betaestradiol on pineal metabolism. Life Sci I, 9, 851-858. NOLAN, G.P., FUJITA, T., BHATIA, K., HUPPI, C., LIOU, H.C., SCOTT, M.L. & BALTIMORE, D. (1993). The bcl-3 proto-oncogene encodes a nuclear I kappa B-lie molecule that preferentially interacts with NF-kappaB p50 and p52 in a phosphorylation-dependent manner. Mol Cell Biol, 13, 3557-3566. NUSINZON, I. & HORVATH, C.M. (2003). Interferon-stimulated transcription and innate antiviral immunity require deacetylase activity and histone deacetylase 1. Proc Natl Acad Sci U S A, 100, 14742-14747. ONER, H., KUS, I., ONER, J., OGETÜRK, M., OZAN, E. & AYAR, A. (2004). Possible effects of melatonin on thymus gland after pinealectomy in rats. Neuro Endocrinol Lett, 25, 115-118. ORO, A.E., HOLLENBERG, S.M. & EVANS, R.M. (1988). Transcriptional inhibition by a glucocorticoid receptor-beta-galactosidase fusion protein. Cell, 55, 1109-1114. 97 Referências Bibliográficas PALOMBELLA, V.J., RANDO, O.J., GOLDBERG, A.L. & MANIATIS, T. (1994). The ubiquitin-proteasome pathway is required for processing the NF-kappaB1 precursor protein and the activation of NF-kappaB. Cell, 78, 773-785. PANGER, B., PANGER, A. & REITER, R. J. (1990). Circadian variations of adrenergic receptors in the mammalian pineal gland: a review. J Neural Transm, 81, 17-29. PARFITT, A., WELLER, J.L. & KLEIN, D.C. (1976). Beta-adrenergic blockers decrease adrenergically stimulated n-acetyltransferase activity in pineal glands in organ culture. Neuropharmacology, 15, 353-358. PAXINOS, G. & WATSON, C. (1982). In: Paxinos G, Watson C. The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. New York: Academic Press Inc. PEDERSEN, E.B., FOX, Immunocytochemical L.M., and CASTRO, A.J. & electron-microscopic McNULTY, J.A. characterization (1993). of macrophage/microglia cells and expression of class II major histocompatibility complex in the pineal gland of the rat. Cell Tissue Res, 272, 257-265. PERREAU-LENZ, S., KALSBEEK, A., GARIDOU, M.L., WORTEL, J., VAN DER VLIET, J., VAN HEIJNINGEN, C., SIMONNEAUX, V., PÉVET, P. & BUIJS R.M. (2003). Suprachiasmatic control of melatonin synthesis in rats: inhibitory and stimulatory mechanisms. Eur J Neurosci, 17, 221-228. PFEFFER, M., MARONDE, E., MOLINA, C.A., KORF, H.W. & STEHLE, J.H. (1999). Inducible cyclic AMP early repressor protein in rat pinealocytes: a highly sensitive natural reporter for regulated gene transcription. Mol Pharmacol, 56, 279-289. PHANSUWAN-PUJITO, P., MØLLER, M. & GOVITRAPONG, P. (1999). Cholinergic innervation and function in the mammalian pineal gland. Microsc Res Tech, 46, 281295. PICKART, C.M. (1997). Targeting of substrates to the 26S proteasome. FASEB J, 11, 1055-1066. PLATANIAS, L.C. (2005). Mechanisms of type-I- and type-II-interferon-mediated signalling. Nat Rev Immunol, 5, 375-386. PONTES, G.N., CARDOSO, E.C., CARNEIRO-SAMPAIO, M.M. & MARKUS, R.P. (2006). Injury switches melatonin production source from endocrine (pineal) to paracrine (phagocytes) - melatonin in human colostrum and colostrum phagocytes. J Pineal Res, 41, 136-141. PONTES, G.N., CARDOSO, E.C., CARNEIRO-SAMPAIO, M.M. & MARKUS, R.P. (2007). Pineal melatonin and the innate immune response: the TNF-alpha increase 98 Referências Bibliográficas after cesarean section suppress nocturnal melatonin production. J Pineal Res, 43, 365- 371. PORTER, J.R. & HEIMAN, M. (1977). The effects of pineal indoles and a crude aqueous pineal extract on ACTH mediated corticosterone release by isolated adrenal cells. Life Sci, 20, 1363-1372. PRESMAN, D.M., HOIJMAN, E., CEBALLOS, N.R., GALIGNIANA, M.D. & PECCI, A. (2006). Melatonin inhibits glucocorticoid receptor nuclear translocation in mouse thymocytes. Endocrinology, 147, 5452-5459. PROVENCIO, I., RODRIGUEZ, I.R., JIANG, G., HAYES, W.P., MOREIRA, E.F. & ROLLAG, M.D. (2000). A novel human opsin in the inner retina. J Neurosc, 20, 600605. QUAN, N., HE, L., LAI, W., SHEN, T. & HERKENHAM, M. (2000). Induction of IkBa mRNA Expression in the Brain by Glucocorticoids: A Negative Feedback Mechanism for Immune-to-Brain Signaling. The Journal of Neuroscience, 20, 6473– 6477. QUAY, W.B. (1963). Circadian rhythm in rat pineal serotonin and its modifications by estrous cycle and photoperiod. Gen Comp Endocrinol, 14, 473-479. QUAY, W.B. (1964). Circadian and estrous rhythms in pineal melatonin and 5-hydroxy indole-3-acetic acid. Proc Soc Exp Biol Med, 115, 710-713. RAY, A. & PREFONTAINE, K.E. (1994). Physical association and functional antagonism between the p65 subunit of transcription factor NF-kappa B and the glucocorticoid receptor. Proc Natl Acad Sci USA, 91, 752-756. REICHARDT, H.M. & SCHÜTZ, G. (1998). Glucocorticoid signalling-multiple variations of a common theme. Mol Cell Endocrinol, 146, 1-6. REICHARDT, H.M., KAESTNER, K.H., WESSELY, O., GASS, P., SCHMID, W. & SCHÜTZ, G. (1998). Analysis of glucocorticoid signalling by gene targeting. J Steroid Biochem Mol Biol, 65, 111-115. REITER, R., TANG, L., GARCIA, J.J. & MUÑOZ-HOYOS, A. (1997). Pharmacological actions of melatonin in oxygen radical pathophysiology. Life Sci, 60, 2255-2271. REITER, R.J., HURLBUT, E.C., ESQUIFINO, A.I., CHAMPNEY, T.H. & STEGER, R.W. (1984). Changes in serotonin levels, N-acetyltransferase activity, hydroxyindole-Omethyltransferase activity, and melatonin levels in the pineal gland of the Richardson's ground squirrel in relation to the light-dark cycle. Neuroendocrinology, 4, 356-360. 99 Referências Bibliográficas RENO, L.A. ZAGO, W. & MARKUS, R.P. (2004). Release of [(3)H]-L-glutamate by stimulation of nicotinic acetylcholine receptors in rat cerebellar slices. Neuroscience, 124, 647-653. REUL, J.M. & DE KLOET, E.R. (1985). Two receptor systems for corticosterone in rat brain: microdistribution and differential occupation. Endocrinology, 117, 2505-2511. REUSS, S., SEMM, P. & VOLLRATH, L. (1985). Changes in the electrical activity of the rat pineal gland following stimulation of the cervical sympathetic ganglia. J Auton Nerv Syst, 12, 281-288. RHEN, T. & CIDLOWSKI, J.A. (2005). Antiinflammatory action of glucocorticoids-new mechanisms for old drugs. N Engl J Med, 353, 1711-1723. RIBELAYGA, C., GAUER, F., CALGARI, C., PÉVET, P. & SIMONNEAUX, V. (1999). Photoneural regulation of rat pineal hydroxyindole-O-methyltransferase (HIOMT) messenger ribonucleic acid expression: an analysis of its complex relationship with HIOMT activity. Endocrinology, 140, 1375-1384. ROMERO, J.A. & AXELROD, J. (1974). Pineal beta-adrenergic receptor: diurnal variation in sensitivity. Science, 184, 1091-1092. ROSEBOOM, P.H. & KLEIN, D.C. (1995). Norepinephrine stimulation of pineal cyclic AMP response element-binding protein phosphorylation: primary role of a betaadrenergic receptor/cyclic AMP mechanism. Mol Pharmacol, 47,439-449. ROSEBOOM, P.H., COON, S.L., BALER, R., McCUNE, S.K., WELLER, J.L., KLEIN, D.C. (1996). Melatonin synthesis: analysis of the more than 150-fold nocturnal increase in serotonin N-acetyltransferase messenger ribonucleic acid in the rat pineal gland. Endocrinology, 137, 3033-3045. ROSEBOOM, P.H., NAMBOODIRI, M.A., ZIMONJIC, D.B., POPESCU, N.C., RODRIGUEZ, I.R., GASTEL, J.A. & KLEIN, D.C. (1998). Natural melatonin 'knockdown' in C57BL/6J mice: rare mechanism truncates serotonin Nacetyltransferase. Brain Res Mol Brain Res, 63, 189-197. SABBAN, E.L., NANKOVA, B.B., SEROVA, L.I., KVETNANSKY, R. & LIU, X. (2004). Molecular regulation of gene expression of catecholamine biosynthetic enzymes by stress: sympathetic ganglia versus adrenal medulla. Ann N Y Acad Sci, 1018, 370377. SAEB-PARSY, K. & DYBALL, R.E. (2003). Defined cell groups in the rat suprachiasmatic nucleus have different day/night rhythms of single-unit activity in vivo. J Biol Rhythms, 18, 26-42. 100 Referências Bibliográficas SAINZ, R.M., MAYO, J.C., REITER, R.J., ANTOLIN, I., ESTEBAN, M.M. & RODRIGUEZ, C. (1999). Melatonin regulates glucocorticoid receptor: an answer to its antiapoptotic action in thymus. FASEB J, 13, 1547-1556. SALAZAR-MATHER, T.P., HAMILTON, T.A. & BIRON, C.A. (2000). A chemokine-tocytokine-to-chemokine cascade critical in antiviral defense. A chemokine-tocytokine-to-chemokine cascade critical in antiviral defense. J Clin Invest, 105, 985993. SANDROCK, A.W. JR., LEBLANC, G/G., WONG, D.L. & CIARANELLO, R.D. (1980). Regulation of rat pineal hydroxyindole-O-methyltransferase: evidence of Sadenosylmethionine-mediated glucocorticoid control. J Neurochem, 35, 536-543. SATO, T., KANEKO, M., HAMA, A., KUSAKARI, T. & FUJIEDA, H. (1996). Expression of class II MHC molecules in the rat pineal gland during development and effects of treatment with carbon tetrachloride. Cell Tissue Res, 284, 65-76. SCARBROUGH, K., HARNEY, J.P., ROSEWELL, K.L. & WISE, P.M. (1996). Acute effects of antisense antagonism of a single peptide neurotransmitter in the circadian clock. Am J Physiol, 270, 283-288. SCHEINMAN, R.I., COGSWELL, P.C., LOFQUIST, A.K. & BALDWIN, A.S. JR. (1995). Role of transcriptional activation of I kappa B alpha in mediation of immunosuppression by glucocorticoids. Science, 270, 283-286. SCHENDA, J. & VOLLRATH, L. (1998). Modulatory role of acetylcholine in the rat pineal gland. Neurosci Lett, 254, 13-16. SCHENDA, J. & VOLLRATH, L. (1999). An intrinsic neuronal-like network in the rat pineal gland. Brain Res, 823, 231-233. SCHOENMAKERS, E., VERRIJDT, G., PEETERS, B., VERHOEVEN, G., ROMBAUTS, W. & CLAESSENS, F. (2000). Differences in DNA binding characteristics of the androgen and glucocorticoid receptors can determine hormone-specific responses. J Biol Chem, 275, 12290-12297. SCHOMERUS, C., KORF, H.W., LAEDTKE, E., WELLER, J.L. & KLEIN, D.C. (2000). Selective adrenergic/cyclic amp-dependent switch-off of proteasomal proteolysis alone switches on neural signal transduction: an example from the pineal gland. J Neurochem, 75, 2123-2132. SCHONEVELD, O.J.L.M., GAEMES, I.C. & LAMERS, W.H. (2004). Mechanismis of glucocorticoid signaling. Bioch Bioph Acta, 1680, 114-128. 101 Referências Bibliográficas SCHRODER, K., HERTZOG, P.J., RAVASI, T. & HUME, D.A. (2004). Interferongamma: an overview of signals, mechanisms and functions. J Leukoc Biol, 75, 16389. SCHULTZ, T.F. & KAY, S.A. (2003). Circadian clocks in daily and seasonal control of development. Science, 301, 326-328. SCHWARTZ, W. J., DAVIDSON, L.C. & SMITH, C.B. (1980). In vivo metabolic activity of a putative circadian oscillator, the rat suprachiasmatic nucleus. Comp Neurol, 189, 157-168. SCOTT, M.L., FUJITA, T., LIOU, H.C., NOLAN, G.P. & BALTIMORE, D. (1993). The p65 subunit of NF-kappa B regulates I kappa B by two distinct mechanisms. Genes Dev, 7, 1266-1276. SEROVA, L.I., GUEORGUIEV, V., CHENG, S.Y. & SABBAN, E.L. (2008). Adrenocorticotropic hormone elevates gene expression for catecholamine biosynthesis in rat superior cervical ganglia and locus coeruleus by an adrenalindependent mechanism. Neuroscience, 153, 1380-1389. SHUAI, K., SCHINDLER, C., PREZIOSO, V.R. & DARNELL, J.E. Jr. (1992). Activation of transcription by IFN-gamma: tyrosine phosphorylation of a 91-kD DNA binding protein. Science, 258, 1808-1812. SIEBENLIST, U. (1997). NF kappa B/I kappa B proteins. Their role in cell growth, differentiation and development. Biochim Biophys Acta, 1332, 7-13. SILVENNOINEN, O., IHLE, J.N., SCHLESSINGER, J. & LEVY, D.E. (1993). Interferoninduced nuclear signalling by Jak protein tyrosine kinases. Nature, 366, 583-585. SIMONNEAUX, V. & RIBELAYGA, C. (2003). Generation of the melatonin endocrine message in mammals: a review of the complex regulation of melatonin synthesis by norepinephrine, peptides, and other pineal transmitters. Pharmacol Rev, 55, 325395. SKWARŁO-SOŃTA, K. (1996). Functional connections between the pineal gland and immune system. Acta Neurobiol Exp (Wars), 56, 341-357. SKWARLO-SONTA, K. (2002). Melatonin in immunity: comparative aspects. Neuro Endocrinol Lett, 1, 61-66. SLOTTEN, H.A., KREKLING, S., SICARD, B. & PÉVET, P. (2002). Daily infusion of melatonin entrains circadian activity rhythms in the diurnal rodent Arvicanthis ansorgei. Behavioural Brain Res, 133, 11-19. 102 Referências Bibliográficas SNYDER, S.H. & AXELROD, J. (1964). A sensitive assay for 5-hydroxytryptophan decarboxylase. Biochem Pharmacol, 13, 805-806. SPESSERT, R., LAYES, E., HILL, G. & VOLLRATH, L. (1998). Nitric oxide is formed in a subpopulation of rat pineal cells and acts as an intercellular messenger. Neuroendocrinology, 68, 57-63. SRINIVASAN, V., SPENCE, D.W., TRAKHT, I., PANDI-PERUMAL, S.R., CARDINALI, D.P. & MAESTRONI, G.J. (2008). Immunomodulation by melatonin: its significance for seasonally occurring diseases. Neuroimmunomodulation,15, 93101. STARK, G.R. (2007). How cells respond to interferons revisited: from early history to current complexity. Cytokine Growth Factor Rev, 18, 419-423. STARK, G.R., KERR, I.M., WILLIAMS, B.R., SILVERMAN, R.H. & SCHREIBER, R.D. (1998). How cells respond to interferons. Annu Rev Biochem, 67, 227-264. STRADA, S.J., KLEIN, D.C., WELLER, J. & WEISS, B. (1972). Effect of norepinephrine on the concentration of adenosine 3',5'-monophosphate of rat pineal gland in organ culture. Endocrinology, 90, 1470-1475. SUGDEN, D. (2003). Comparison of circadian expression of tryptophan hydroxylase isoform mRNAs in the rat pineal gland using real-time PCR. J Neurochem, 86, 13081311. TAKAMIYA, A., TAKEDA, M., YOSHIDA, A. & KIYAMA, H. (2002). Inflammation induces serine protease inhibitor 3 expression in the rat pineal gland. Neuroscience, 113, 387-394. TAMURA, E.K., CECON, E., MONTEIRO, A.W.A., SILVA, C.L.M. & MARKUS, RP. Melatonin inhibits LPS-induced NO production in rat endothelial cells, J Pineal Res, no prelo. TAMURA, E.K., SILVA, C.L. & MARKUS, R.P. (2006). Melatonin inhibits endothelial nitric oxide production in vitro. J Pineal Res, 41, 267-274. TECLEMARIAM-MESBAH, R., TER HORST, G.J., POSTEMA, F., WORTEL, J. & BUIJS, R.M. (1999) Anatomical demonstration of the suprachiasmatic nucleus-pineal pathway. J Comp Neurol, 406, 171-182. TEKBAS, O.F., OGUR, R., KORKMAZ, A., KILIC, A. & REITER, R.J. (2008). Melatonin as an antibiotic: new insights into the actions of this ubiquitous molecule. J Pineal Res, 44, 222-226. 103 Referências Bibliográficas TOBIN, V.A., MCCANCE, I., COLEMAN, H.A. & PARKINGTON, H.C. (2002). How important is stimulation of alpha-adrenoceptors for melatonin production in rat pineal glands? J Pineal Res, 32, 219-224. TRACEY K.J. & CERAMI, A. (1993). Tumor necrosis factor, other cytokines and disease. Anuu. Rev. Cell Biol, 9, 317-343. TRACEY, D., KLARESKOG, L., SASSO, E.H., SALFELD, J.G. & TAK, P.P. (2008). Tumor necrosis factor antagonist mechanisms of action: a comprehensive review. Pharmacol Ther, 117, 244-279. TRACEY, K.J. & CERAMI, A. (1994). Tumor Necrosis factor: a pleiotropic cytokine and therapuetic target. Annu. Rev. Med, 45, 491-503. TRENDELENBURG, U. (1978). Extraneuronal uptake and metabolism of catecholamines as a site of loss. Life Sci, 22, 1217-1222. TROIANI, M.E., OAKNIN, S., REITER, R.J., VAUGHAN. M.K. & COZZI, B. (1987). Depression in rat pineal N-acetyltransferase activity and melatonin content produced by a hind leg saline injection is time and darkness dependent. J Pineal Res, 2,185-195. TROIANI, M.E., REITER, R.J., VAUGHAN, M.K., GONZALEZ-BRITO, A. & HERBERT, D.C. (1988). The depression in rat pineal melatonin production after saline injection at night may be elicited by corticosterone. Brain Res, 450, 18-24. TSAI S, Y. & MCNULTY, J.A. (1999). Interleukin-1beta expression in the pineal gland of the rat. J Pineal Res, 27, 42-48. TSAI, S.Y., SCHLUNS, K.S., LE, P.T. & MCNULTY, J.A. (2001). TGF-beta1 and IL-6 expression in rat pineal gland is regulated by norepinephrine and interleukin1beta. Histol Histopathol, 16, 1135-1141. TURNBULL, A.V. & RIVIER, C.L. (1999). Regulation of the hypothalamic-pituitaryadrenal axis by cytokines: actions and mechanisms of action. Physiol Rev, 79, 1-71. TZAVARA, E.T., POUILLE, Y., DEFER, N. & HANOUNE, J. (1996). Diurnal variation of the adenylyl cyclase type 1 in the rat pineal gland. Proc Natl Acad Sci USA, 93, 11208-11212. ULRICH-LAI, Y.M., ARNHOLD, M.M. & ENGELAND, W.C. (2006). Adrenal splanchnic innervation contributes to the diurnal rhythm of plasma corticosterone in rats by modulating adrenal sensitivity to ACTH. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol, 290, 1128-1135. 104 Referências Bibliográficas VANECEK, J., SUGDEN, D., WELLER, J. & KLEIN, D.C. (1985). Atypical synergistic α1 and β-adrenergic regulation of adenosine 3',5'-monophosphate and guanosine 3',5'monophosphate in rat pinealocytes. Endocrinology, 116, 2167-2173. VOISIN, P., NAMBOODIRI, M. A. A. & KLEIN, D. C. (1984). Arylamine Nacetyltransferase and aryl- alkylamine N- acetyltransferase in the mammalian pineal gland. J biol Chem, 259, 10913-10918. VOLLRATH, L. (1981). The pineal organ. In Handbuch der mikroskopischen antomie des menschen. Ed A. Oksche and L. Vollrath, Springer Verlag, Berlin, 6. WAJANT, H., PFIZENMAIER, K. & SCHEURICH, P. (2003). Tumor necrosis factor signaling. Cell Death and Differentiation, 10, 45–65. WALTHER, D.J., PETER, J.U., BASHAMMAKH, S., HÖRTNAGL, H., VOITS, M., FINK, H. & BADER, M. (2003). Synthesis of serotonin by a second tryptophan hydroxylase isoform. Science, 299, 76. WESSLER, I., REINHEIMER, T., BITTINGER, F., KIRKPATRICK, C.J., SCHENDA, J. & VOLLRATH, L. (1997). Day-night rhythm of acetylcholine in the rat pineal gland. Neurosci Lett, 224, 173-176. WISSINK, S., VAN HEERDE, E.C., SCHMITZ, M.L., KALKHOVEN, E., VAN DER BURG, B. BAEUERLE, P.A. & VAN DER SAAG, P.T. (1997). Distinct domains of the RelA NF-kappaB subunit are required for negative cross-talk and direct interaction with the glucocorticoid receptor. J Biol Chem, 272, 22278-22284. WITHYACHUMNARNKUL, B., NONAKA, K.O., ATTIA, A.M. & REITER, R.J. (1990). Changes in indole metabolism in organ cultured rat pineal glands induced by interferon-gamma. J Pineal Res, 8, 313-322. WONG, D.L., HAYASHI, R.J. & CIARANELLO, R.D. (1985). Regulation of biogenic amine methyltransferases by glucocorticoids via S-adenosylmethionine and its metabolizing enzymes, methionine adenosyltransferase and S- adenosylhomocysteine hydrolase. Brain Res, 330, 209-216. WU, C.C., CHIAO, C.W., HSIAO, G., CHEN, A., YEN, M.H. (2001). Melatonin prevents endotoxin-induced circulatory failure in rats. J Pineal Res, 30, 147-156. YAMADA, H., OGURA, A., KOIZUMI, S., YAMAGUCHI, A. & MORIYAMA, Y. (1998). Acetylcholine triggers L-glutamate exocytosis via nicotinic receptors and inhibits melatonin synthesis in rat pinealocytes. J Neurosci, 18, 4946-4952. 105 Referências Bibliográficas YANG, J., LIAO, X., AGARWA, L.M.K., BARNES, L., AURON, P.E. & STARK, G.R. (2007). Unphosphorylated STAT3 accumulates in response to IL-6 and activatestranscription by binding to NFkappaB. Genes Dev, 21, 1396-1408. YOSHIDA, A., KOIDE, Y., UCHIJIMA, M. & YOSHIDA, T.O. (1994). IFN-gamma induces IL-12 mRNA expression by a murine macrophage cell line, J774. Biochem Biophys Res Commun, 198, 857-861. YUWILER, A. (1989). Effects of steroids on serotonin-N-acetyltransferase activity of pineals in organ culture. J Neurochem, 52, 46-53. ZHAO, Z.Y. & TOUITOU, Y. (1993). Kinetic changes of melatonin release in rat pineal perifusion at different circadian stages. Effect of corticosteroids. Acta Endocrinol Copenh, 129, 81-88. 106 Súmula Curricular X. SÚMULA CURRICULAR Informações pessoais Nome completo: Pedro Augusto Carlos Magno Fernandes Sexo: masculino Data e local de nascimento: 23/12/1979; São Paulo - São Paulo, Brasil Nacionalidade: brasileiro Endereço eletrônico: [email protected] ______________________________________________________________________ Formação Acadêmica 2004 – atual: Estudante de doutorado do curso de Fisiologia desde 2004 Instituição: Universidade de São Paulo, USP, São Paulo, Brasil. Université Louis Pasteur, Strasbourg, France (2006). Título Tese: Glândula Pineal de Ratos como Alvo de Mediadores Inflamatórios. Orientadora: Regina Pekelmann Markus- Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil. Coorientadora: Valérie Simonneaux- Université Louis Pasteur, Strasbourg, France. Bolsas: Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP/processo: 04/10922-3) 11/2004 -11/ 2005; 11/ 2006-11/2008 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES/COFECUB) 12/2005-12/2006 2000 – 2004: Bacharel em Ciências Biologicas Instituição: Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (USP) - São Paulo, Brasil Titulo da iniciação científica: Corticosterona potencia a produção de melatonina in vitro Orientadora: Regina Pekelmann Markus Bolsa de Iniciação Científica: Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP). 2002-2003 107 Súmula Curricular Produção Científica ______________________________________________________________________ ARTIGOS PUBLICADOS 1. Fernandes, P.A.C.M., Bothorel, B., Clesse, D. Monteiro, A.A., Calgari, C., Raison, S., Simonneaux, V., Markus, R.P. (2009). Local corticosterone infusion enhances nocturnal pineal melatonin production in vivo. J Neuroendocrinol, 21, 90-97. 2. Markus, R.P., Ferreira, Z.S., Fernandes, P.A.C.M., Cecon, E. (2007). The immune-pineal axis: a shuttle between endocrine and paracrine melatonin sources. Neuroimmunomodulation, 14, 126 - 133. 3. Fernandes, P.A.C.M., Cecon, E., Markus, R.P., Ferreira, Z.S. (2006). Effect of TNF-alpha on the melatonin synthetic pathway in the rat pineal gland: basis for a 'feedback' of the immune response on circadian timing. J Pineal Res, 41, 344 – 350. 4. Ferreira, Z.S., Fernandes, P.A.C.M., Duma, D. ; Assreuy, J., Avellar, M.S.W., Markus, R.P. (2005). Corticosterone modulates noradrenalineinduced melatonin synthesis trhught inhibition of nuvlear factor kappa B. J Pineal Res, 38, 182-188. _____________________________________________________________________ COMUNICAÇÃO ORAL EM CONGRESSO INTERNACIONAL 1. Fernandes, P.A.C.M., Bothorel, B., Markus, R.P., Simonneaux, V. Local perfusion of corticosterone mimicking inflammation in the rat pineal gland increases melatonin production. XXXVIII Congrés de la Société Francophone de Chronobiologie, Lion France, 2006. ______________________________________________________________________ 108 Súmula Curricular POSTERES APRESENTADOS EM CONGRESSOS INTERNACIONAIS 1. Fernandes, P.A.C.M., Cecon, E., Monteiro, A.W.A., Ferreira, Z.S.F. & Markus, R.P.. Effect of Cytokines on the Control of the melatonin Production by rat Pineal Glands in vitro. In: FASEB Summer Research Conferences – Melatonin Receptors: Actions and Therapeutics. Snowmas Village – Colorado – USA de 10 – 15 de agosto de 2008. 2. Fernandes, P.A.C.M., Cecon, E., Monteiro A.W.A., Ferreira Z.S., Markus. RP. Diferentiated Effects\Interleukine 6 (IL-6) and Interferon γ (IFN-γ) on Cultured Rat Pineal Function. In: VII Congress of The International Society for NeuroImmunomodulation. Rio de Janeiro (RJ), Brazil, 2007 3. Fernandes, P.A.C.M., CECON, E., Ferreira, Z.S., Markus, R.P.Effect of Inflammation (Bacillus Calmet-Guerin, BCG) and Adrenalectomy on the Production of N-acetylserotonin and NFkB Nuclear Translocation of Cultured Rat Pineal Gland In: 1st Iberoamerican Congress of Neuroimmunomodulation. Rio de Janeiro (RJ), Brazil, 2005. 4. Cecon, E., Fernandes, P.A.C.M., Ferreira, Z.S., Markus, R.P. Pineal nuclear factor kappa B (NFkB) daily rhythm is impaired by injury and plays a pivotal role in melatonin production In: 2nd Iberoamerican Congress of Neuroimmunomodulation, Madrid, Spain, 2007. 5. Cecon, E., Fernandes, P.A.C.M., Markus, R.P., Ferreira, Z.S. Corticosterone Modulates Aa-nat Gene Expression in Rat Pineal Gland In: 1st Iberoamerican Congress of Neuroimmunomodulation. Rio de Janeiro (RJ), Brazil, 2005. ______________________________________________________________________ 109 Súmula Curricular POSTERES APRSENTADOS EM CONGRESSOS NACIONAIS 1. Fernandes, P. A. C. M.; Cecon, E.; Monteiro A. W. A.; Ferreira, Z. S.; Markus, R. P. Effects of tumor necrosis factor alpha (TNF-alpha), interleukine-1 beta (IL-1beta), interleukine-6 (IL-6) and interferon gamma (IFN-gamma) on pineal gland function. In: XL Congresso Brasileiro de Farmacologia e Terapéutica Experimental, Águas de Lindóia, Brazil, 2008. 2. Fernandes, P.A.C.M., Bothorel, B., Markus, R.P., Simonneaux, V. Local Perfusion of Corticosterone Amplifies Nocturnal Melatonin Surge in Rat Pineal Gland. In: XXXIX Congresso Brasileiro de Farmacologia e Terapéutica Experimental, Ribeirão Preto, Brazi, 2007. 3. Fernandes, P.A.C.M., Cecon, E., Cavalcanti, D.M.H., Farsky, S.H.P., Ferreira, Z.S., Markus, R.P.Effect of Endogenous Adrenal Cortical Hormones and the Mechanism of Corticosterone Action on the Pineal NAS Production In: FESBE - Federação de Sociedades Brasileiras de Biologia Experimental. Águas de Lindóia (SP), Brazil, 2005. 4. Fernandes, P.A.C.M., Floriano, S.M., Ferreira, Z.S., Markus, R.P. TNFalpha reduces the production of n-acetyjserotonin (NAS) on cultured rat pineal gland. In: XXXVI Congresso Brasileiro de Farmacologia e Terapéutica Experimental, Águas de Lindóia, Brazil, 2004. 5. Fernandes, P.A.C.M., Ferreira, Z.S., Markus, R. P. Corticosterone, inhibiting NF-kappaB patway, potentiates the production of pineal hormones. In: XXXV Congresso Brasileiro de Farmacologia e Terapéutica Experimental. Águas de Lindóia, Brazil, 2003. 6. Cecon, E., Fernandes, P.A.C.M., Ferreira, Z.S., Markus, R.P. Nuclear Factor kappa B (NFkB) Rhythm in Rat Pineal Gland – New Molecular Basis for Organism Timing In: XXXVIII Congresso Brasileiro de Farmacologia e Terapêutica Experimental. Ribeirão Preto, Brazil, 2006. 7. Cecon, E., Fernandes, P.A.C.M., Ferreira, Z.S., Markus, R.P. Regulação do Fator de Transcrição NFkB em Glândulas Pineais de Rato In: IX Simpósio Brasileiro de Cronobiologia. Águas de Lindóia, Brazil, 2006. 110 Súmula Curricular PRÊMIOS 1. “Travel Award – For Outstanding Research in the field of Melatonin” pelo trabalho: Fernandes, P.A.C.M., Cecon, E., Monteiro, A.W.A., Ferreira, Z.S.F. & Markus, R.P.. Effect of Cytokines on the Control of the melatonin Production by rat Pineal Glands in vitro. durante o congresso “ In: FASEB Summer Research Conferences – Melatonin Receptors: Actions and Therapeutics.” Realizado em Snowmas Village – Colorado – USA de 10 – 15 de agosto de 2008, 2. Melhor poster da sessão: Fernandes, P.A.C.M., Bothorel, B., Markus, R.P., Simonneaux, V. Local Perfusion of Corticosterone Amplifies Nocturnal Melatonin Surge in Rat Pineal Gland. In: XXXIX Congresso Brasileiro de Farmacologia e Terapéutica Experimental, Ribeirão Preto, Brazi, 2007. 3. Melhor poster da sessão: Fernandes, P.A.C.M., Floriano, S.M., Ferreira, Z.S., Markus, R.P. TNF-alpha reduces the production of n- acetyjserotonin (NAS) on cultured rat pineal gland. In: XXXVI Congresso Brasileiro de Farmacologia e Terapéutica Experimental, Águas de Lindóia, Brazil, 2004. ______________________________________________________________________ 111 Trabalhos Publicados XI. TRABALHOS PUBLICADOS 1. Ferreira, Z.S., Fernandes, P.A.C.M., Duma, D.; Assreuy, J., Avellar, M.S.W., Markus, R.P. (2005). Corticosterone modulates noradrenalineinduced melatonin synthesis trhught inhibition of nuvlear factor kappa B. J Pineal Res, 38, 182-188. 2. Fernandes, P.A.C.M., Cecon, E., Markus, R.P., Ferreira, Z.S. (2006). Effect of TNF-alpha on the melatonin synthetic pathway in the rat pineal gland: basis for a 'feedback' of the immune response on circadian timing. J Pineal Res, 41, 344 – 350. 3. Markus, R.P., Ferreira, Z.S., Fernandes, P.A.C.M., Cecon, E. (2007). The immune-pineal axis: a shuttle between endocrine and paracrine melatonin sources. Neuroimmunomodulation, 14, 126 - 133. 4. Fernandes, P.A.C.M., Bothorel, B., Clesse, D. Monteiro, A.A., Calgari, C., Raison, S., Simonneaux, V., Markus, R.P. (2009). Local corticosterone infusion enhances nocturnal pineal melatonin production in vivo. J Neuroendocrinol, 21, 90-97. 112