Efeitos do lítio sobre a expressão e atividade das enzimas Fosfolipase A2 e glicogênio sintase quinase 3B e sua relação com o estado de fosforilação da proteína Tau

Resumo

A ação terapêutica do lítio se dá, em parte, pela inibição da resposta glutamatérgica via receptores N-metil-d-aspartato (NMDA). A ligação do glutamato ou do NMDA a estes receptores na membrana sináptica permite o influxo de cálcio e a subseqüente ativação de enzimas dependentes desse cátion, tais como a cálcio-calmodulina proteinoquinase II (CaMKII), PKC, fosfolipase C gama e alguns subtipos de PLA2. A exposição de neurônios de diferentes regiões cerebrais ao NMDA leva à ativação da PLA2 citosólica (cPLA2), mediante influxo de cálcio em concentrações micromolares. O principal produto da clivagem da fosfatidilcolina pela cPLA2 é o ácido araquidônico (AA), um importante segundo-mensageiro da sinalização celular. O AA regula a condutância de canais iônicos, a liberação de neurotransmissores, a fosforilação de substratos pela ação de cinases e a síntese de fatores transcricionais, com efeitos sobre a polarização neuronal, a plasticidade sináptica e a potenciação de longo termo (LTP). O lítio inibe a atividade e a expressão cPLA2, sendo este último efeito observado no nível transcricional (redução do mRNA) e na concentração protéica. Outros subtipos de PLA2, como a PLA2 secretória (sPLA2) e a PLA2 citosólica independente de cálcio (iPLA2) não são afetados pelo lítio. O lítio inibe a PKC cálcio-dependente, reduzindo a expressão da AP-2 (activating protein-2), que por sua vez regula a transcrição de cPLA2. Se, por um lado, a inibição da cPLA2 pelo lítio é consistente com sua ação terapêutica nos transtornos do humor, esse efeito pode dificultar a formação e a consolidação da memória, que são processos dependentes da integridade dessa via metabólica e da liberação do AA. Além disso, ao inibir a cPLA2, o lítio pode, em tese, exacerbar o déficit na atividade dessa enzima que já é observado em pacientes com DA. A glicogênio sintase-quinase 3² (GSK3²) é outra importante enzima neuronal cuja atividade é inibida pelo lítio. Resultados do nosso grupo demonstraram que esse efeito se dá também no nível transcricional, reduzindo a expressão do mRNA que codifica a síntese da enzima. A GSK3² exerce importantes funções na homeostase cerebral, regulando a síntese de glicogênio sob influência da cascata insulínica, a remodelagem do citoesqueleto (plasticidade sináptica, neurogênese e fosforilação da Tau) e a resposta neuronal à injúria (apoptose e regulação gênica). Estudos recentes mostraram o envolvimento dessa enzima na fisiopatologia de alguns transtornos neuropsiquiátricos, tais como a DA, a esquizofrenia e os transtornos do humor. No transtorno afetivo bipolar, a inibição indireta da GSK3² pelo lítio, que leva à fosforilação dos resíduos Ser9 (pGSK3²), mostrou-se associada à resposta terapêutica. Na DA, onde a hiperatividade da GSK3² contribui para produção do A² e para a hiperfosforilação da Tau, a inibição dessa enzima pelo lítio é tida como uma perspectiva terapêutica capaz de atenuar a amiloidogênese e as alterações do citoesqueleto. Contudo, observamos que a ação do lítio pode resultar em respostas aparentemente antagônicas nas duas enzimas, se considerarmos as cascatas fisiopatológicas da DA. Por isso é necessário esclarecer-se o efeito diferenciado do lítio nos diferentes subtipos da PLA2, para então discutir-se suas implicações em processos inflamatórios e neurodegenerativos. O trabalho tem como objetivo Investigar os efeitos do lítio sobre a atividade da GSK3² e dos subtipos da PLA2 em culturas primárias de neurônios corticais e hipocampais. Estabelecer curvas de dose-resposta e tempo de tratamento para os efeitos inibitórios esperados sobre as enzimas acima. Investigar efeitos downstream do tratamento de culturas neuronais com lítio, determinando-se as concentrações de ácido araquidônico, neurotrofinas (BDNF, NGF) e citocinas inflamatórias (IL-1 e IL-6), proteínas kinases (PKA, AKT, CAMKII, PKC), tau phosphorylation (Ser 199, Ser 393, Ser 214, Ser 202, C terminal) e analises dessas amostras por microarray. (AU)