Dieta hiperlipídica materna e administração de ácido graxo palmitato: estudo in vivo do hipocampo da prole de camundongos e in vitro em culturas de neuroblastos e micróglias de proteínas das vias da serotonina e/ou inflamação e do fator neurotrófico BDNF

Dieta hiperlipídica materna e administração de ácido graxo palmitato: estudo in vivo do hipocampo da prole de camundongos e in vitro em culturas de neuroblastos e micróglias de proteínas das vias da serotonina e/ou inflamação e do fator neurotrófico BDNF

Author Dias, Clarissa Tavares Autor UNIFESP Google Scholar
Advisor Oliveira, Flavia De Autor UNIFESP Google Scholar
Institution Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Graduate program Interdisciplinar em Ciências da Saúde
Abstract Introduction: Maternal high-fat diet (HFD) consumption promotes a systemic inflammatory condition that may impair the offspring brain development, damaging memory and learning once it reaches the hippocampus. In vitro administration of saturated fatty acid palmitate in neural cells cultures (such as neuroblasts and microglia) may mimic the potential effects investigated in vivo. Objectives: This study aims to evaluate maternal HFD effects, in vivo, during pregnancy and lactation, upon dams/mice offspring’ nutritional status; protein and gene expression of inflammatory pathway (JNK, pJNK and TNF-α) and serotonin system molecules’ (Tryptophan Hydroxylase 2 (TPH2); SERT – serotonin transporter; 5-HT1A receptor (5HT1A) and brain derived neurotrophic factor (BDNF) on 30 and 70 days old mice offspring’ hippocampus, recently weaned and adult, respectively; and in vitro through the response of N2a and BV2 cell cultures (neuroblasts and microglia, respectively) treated with a saturated fatty acid (palmitate), lipopolysaccharide (LPS) and TNF-α. Methods: In the in vivo study, Swiss female mice were fed a control diet (CD, 14.7% fat) or HFD (45.0% fat) from pre-mating to lactation. After weaning the offspring received CD up to the 70th post natal day (p70). Body weight and visceral adiposity (retroperitoneal and gonadal adipose tissue) of dams and offspring (p30 and p70) were measured. The blood of p70 offspring was collected for biochemical assessments of glucose, total cholesterol, LDL-cholesterol, HDL-cholesterol, and triglycerides. After euthanasia, the hippocampus of p30 and p70 offspring were dissected for evaluations of the protein and gene expression of BDNF and the inflammatory pathways and serotonergic system molecules listed in the objectives, through the techniques of Western Blotting, RT-qPCR and ELISA. In the in vitro study, N2a and BV-2 cells were treated for 3 hours with LPS (0.5μg / ml) or BSA-conjugated Palmitate (500μM). N2a cells were also treated with different concentrations of TNF-α (0.1 ng / ml and 10 ng / ml). The protein extracts from these cells were submitted to ELISA (targeting TNF-α on N2a cells) and Western Blot analysis.Results: Our findings show that HFD-fed dams (during pre-mating and pregnancy), and HFD-offspring (throughout life) exhibited an increased body weight gain and visceral adipose tissue when compared to control animals. Adult offspring of HFD mothers also had an increase in LDL-cholesterol. The hippocampus of offspring born to HFD-fed dams showed: 1) increased protein expression of TPH2, BDNF and pJNK and gene expression of TNF-α in p30 and 2) reduction of BDNF protein expression and a tendency to decrease 5-HT1A protein expression in p70. However, these changes in the serotonergic system in HFD-offspring didn’t lead to changes in hippocampal serotonin levels. The hippocampus of the p30 HFD-offspring presented a pro-inflammatory environment, unlike p70 HFD-offspring. In the in vitro study, N2a cells didn’t respond to the inflammatory stimuli induced by exposure to LPS, Palmitate and TNF-α, unlike BV2 cells, which exhibited increased protein expression of pJNK. Conclusions: In the in vivo study maternal HFD promoted an obesity phenotype with increased body weight and visceral adiposity; increased protein and gene expression of the proinflammatory proteins pJNK and TNF-α. There were distinct changes in the serotonergic system and neurotrophic factor between the studied life stages (increased TPH2 and BDNF protein expression in p30 and reduced BDNF protein expression and downregulation tendency of the 5-HT1A receptor in p70). These findings indicate that the offspring serotonergic system appears to be sensitive to the inflammatory effects of maternal HFD, enabling neurodevelopmental and cognitive deficits in offspring, since serotonin is associated with stimuli to neurogenesis, memory, and learning. In addition, BV-2 cells prove to be a suitable in vitro model for the study of neuroinflammation and suggests that hippocampal inflammation may be a microglial response to saturated fatty acids from HFD.

Introdução: A dieta hiperlipídica (DHL) materna promove um estado inflamatório sistêmico que pode afetar o desenvolvimento encefálico da prole e consequentemente o sistema neurotransmissor serotoninérgico, resultando em possíveis danos neurológicos ao atingir o hipocampo. Ademais, a administração in vitro do ácido graxo saturado palmitato em células neurais (tais como neuroblastos e micróglias) pode mimetizar no microambiente celular eventuais efeitos investigados nos estudos in vivo. Objetivos: Avaliar a expressão proteica e gênica de moléculas relacionadas à inflamação, ao sistema serotoninérgico e da neurotrofina BDNF no hipocampo das proles de mães eutróficas e obesas, em duas fases distintas: pós-desmame (30 dias de vida pós-natais ou p30) e vida adulta (70 dias de vida pós-natais ou p70), como também em cultura de células neuronais (Neuro-2a) e microgliais (BV-2) expostas ao ácido graxo saturado palmitato e ao LPS. Métodos: No estudo in vivo camundongos Swiss fêmeas foram alimentados com dieta controle (DC, 14,7% kcal de gordura) ou DHL (45,0% kcal de gordura) do pré-acasalamento até a lactação. Após o desmame as proles receberam a DC até p70. O peso corporal e a adiposidade visceral (tecidos adiposos retroperitoneal e gonadal) de mães e proles (p30 e p70) foram mensurados. Ademais, o sangue da prole adulta (p70) foi também coletado para avaliações bioquímicas de glicose, colesterol total, LDL-colesterol, HDL-colesterol e triglicerídeos. Após eutanásia os hipocampos das proles p30 e p70 foram dissecados para avaliações das expressões proteicas e gênica de moléculas da via inflamatória (JNK, pJNK e TNF-), do sistema serotoninérgico (TPH2, SERT, 5-HT1A e Serotonina) e do fator neurotrófico BDNF, através das técnicas de Western Blotting, RT-PCR e ELISA. No estudo in vitro as células N2a e BV-2 foram tratadas por 3 horas com LPS (0,5μg/mL) ou Palmitato conjugado com BSA (500μM). As células N2a foram também tratadas com diferentes concentrações de TNF- (0,1ng/mL e 10ng/mL). Os extratos proteicos destas células foram submetidos à análise por ELISA (TNF-, apenas para N2a) e Western Blot. Resultados: Os achados apresentam que as mães-DHL (antes do acasalamento e durante a gestação) e proles-DHL (durante a lactação, pós-desmame e na idade adulta) exibiram aumento do ganho de peso corporal e do tecido adiposo visceral quando comparadas aos animais controles. As proles adultas de mães DHL também apresentaram aumento do LDL-colesterol. Ademais, os hipocampos das proles-DHL apresentaram: 1) aumento da expressão proteica de TPH2, BDNF e pJNK e da expressão gênica de TNF-α em p30 e 2) redução da expressão proteica de BDNF e tendência de diminuição da expressão proteica do receptor 5-HT1A em p70. Todavia, estas alterações do sistema serotoninérgico nas proles-DHL não repercutiram em mudanças nos níveis de serotonina hipocampal quantificado por ELISA. Os hipocampos das proles-DHL p30 apresentam um ambiente pró-inflamatório, diferentemente das proles-DHL p70. No estudo in vitro, às células N2a não responderam aos estímulos inflamatórios induzidos pela exposição ao LPS, Palmitato e TNF-α, diferentemente das células BV2, que exibiram aumento da expressão proteica de pJNK. Conclusões: No estudo in vivo a DHL materna promoveu na prole um fenótipo de obesidade (aumento de peso corporal e adiposidade visceral); inflamação hipocampal precoce (expressão proteica e gênica aumentadas das proteínas pro- inflamatórias pJNK e TNF-α) e alterações diferenciais do sistema serotoninérgico e do fator neurotrófico em fases distintas da vida (expressão proteica aumentada de TPH2 e BDNF em p30 e reduzida expressão proteica de BDNF e tendência de downregulation do receptor 5-HT1A em p70). Estes achados indicam que o sistema serotoninérgico da prole parece ser sensível aos efeitos inflamatórios da DHL-materna, possibilitando déficit neurodesenvolvimentais e cognitivos na prole, uma vez que a serotonina está associada com estímulos a neurogênese, memória e aprendizado. Ademais, as células BV-2 demonstram ser um modelo in vitro adequado para estudo da inflamação no sistema nervoso central e faz nos sugerir que a inflamação hipocampal pode ser uma resposta microglial aos ácidos graxos saturados da DHL.
Keywords High-Fat Diet
Hippocampus
N2a and BV2 Cells
Offspring
Inflammation
Serotonin
BDNF
Dieta Hiperlipídica
Hipocampo
Células Neuro-2a e BV-2
Prole
Inflamação
Serotonina
BDNF
Language Portuguese
Date 2019-03-21
Publisher Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP)
Extent 104 p.
Origin https://sucupira.capes.gov.br/sucupira/public/consultas/coleta/trabalhoConclusao/viewTrabalhoConclusao.jsf?popup=true&id_trabalho=7679394
Access rights Closed access
Type Dissertation
URI https://repositorio.unifesp.br/handle/11600/59628

Show full item record




File

File Size Format View

There are no files associated with this item.

This item appears in the following Collection(s)

Search


Browse

Statistics

My Account