Autor(es):
Silva, Sandra Isabel Leitão da, 1984- 
Data: 2010
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10451/2477
Origem: Repositório da Universidade de Lisboa
Assunto(s): Biologia celular; Biologia molecular; Astrócitos; Hiperbilirrubinémia; Inflamação; Micróglia; Neurónios; Tese de doutoramento - 2010
Descrição
Tese de doutoramento, Farmácia (Biologia Celular e Molecular), Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia, 2010 Microglia are active sensors in the brain that rapidly engage adequate functional
activity states in response to injury to restore homeostasis. During the neonatal period,
the brain is more vulnerable to several injury conditions such as the one induced by
hyperbilirubinemia, a common situation observed in the newborn, where excessive levels
of unconjugated bilirubin (UCB) can reach and damage the brain. Although UCB-induced
neuronal and astrocytic toxicity have already been approached, the role of microglia in
this condition remains unclear. Thus, this thesis intended to investigate microglial
reactivity to UCB and to characterize the intervention of other brain cells in the
modulation of their response.
Isolated microglial cells showed to acquire a phagocytic phenotype upon UCB
exposure that preceded the release of pro-inflammatory cytokines. This release showed
to involve activation of upstream signalling pathways such as mitogen-activated protein
kinases (MAPKs) and nuclear factor-κB (NF-κB). We next investigated whether and how
the microenvironment influenced microglial response to UCB. Our findings revealed that
soluble factors released by UCB-stimulated astrocytes refrained microglial activation
while neuron-microglia interaction, evaluated using conditioned media and mixed culture
models, signalled microglial clearance functions but also enhanced its inflammatory
potential, ultimately leading to microglia demise. Finally, we evaluated microglial
neuroprotective or neurotoxic effects in a cell-to-cell concerted action in response to
UCB. Microglia revealed to participate in glutamate homeostasis, and to induce the
release of this neurotransmitter and of nitric oxide (NO) in UCB-treated organotypiccultured
hippocampal slices, molecules that showed to be key players in UCB-induced
neurotoxicity. Moreover, our results point to interleukin (IL)-10 and glycoursodeoxycholic
acid (GUDCA) as promising therapies in neonatal hyperbilirubinemia.
In conclusion, microglia displays a dual activation profile in response to UCB
stimulation which is tailored by the influence of neighbouring cells. Collectively, these
data contribute for the understanding of microglia’s role in hyperbilirubinemia and
reinforce their remarkable functional plasticity. As células da micróglia são sensores activos de dano no cérebro e rapidamente
adquirem estados funcionais de activação adequados à restauração da homeostase.
Durante o período neonatal o cérebro está mais vulnerável a certas lesões tais como as
induzidas pela hiperbilirrubinémia, uma condição comum no recém-nascido, na qual
níveis excessivos de bilirrubina não conjugada (BNC) podem atingir e lesar o cérebro. A
toxicidade desencadeada pela BNC em neurónios e astrócitos já foi alvo de estudos
prévios, no entanto o papel da micróglia nesta condição ainda não está completamente
esclarecido. Assim, foi objectivo desta tese investigar a reactividade da micróglia à BNC
e caracterizar a intervenção das restantes células do cérebro na modulação da sua
resposta.
As células de micróglia isoladas reagem à exposição à BNC pela aquisição de
um fenótipo fagocítico que precede a libertação de citocinas pró-inflamatórias. Esta
libertação parece envolver a activação a montante de vias de sinalização tais como as
cinases proteicas activadas por mitogénios (mitogen-activated protein kinases, MAPKs)
e o factor nuclear-κB (nuclear factor-κB, NF-κB). Em seguida investigámos a influência
do micro-ambiente celular na resposta da micróglia desencadeada pela BNC.
Verificámos então que astrócitos expostos à BNC libertam factores solúveis que contêm
a activação da micróglia. Por outro lado, a interacção entre neurónios e micróglia,
avaliada através do modelo dos meios condicionados e do das culturas mistas, parece
sinalizar a micróglia a empreender funções de eliminação de restos celulares, ao
mesmo tempo que aumenta o potencial inflamatório desta célula levando, em última
análise, à degeneração celular. Por fim, estudámos os efeitos neuroprotectores ou
neurotóxicos da micróglia face à BNC num modelo onde as interacções celulares são
preservadas. Os resultados obtidos em culturas organotípicas de fatias de hipocampo
revelam a participação das células da micróglia na homeostase do glutamato para além
de libertarem este neurotransmissor em conjunto com o óxido nítrico (nitric oxide, NO).
Os dados obtidos demonstram ainda que o glutamato e o NO são peças chave na
neurotoxicidade provocada pela BNC. Por fim, a interleucina-10 e o ácido
glicoursodesoxicólico (AGUDC) salientam-se como promissores agentes terapêuticos na
hiperbilirrubinémia neonatal.
Em conclusão, a micróglia apresenta um duplo perfil de activação em resposta à
BNC que é modulaado pela influência das células adjacentes. Em conjunto, estes dados
contribuem para uma melhor clarificação do papel da micróglia na hiperbilirrubinémia e
corroboram a sua notável plasticidade funcional.
Tipo de Documento
Tese de Doutoramento
Idioma
Inglês
Orientador(es)
Brites, Dora, 1951-; Silva, Rui Fernando Marques da, 1961-
