Investigação dos mecanismos envolvidos no efeito tipo-antidepressivo da agmatina em modelos animais

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica, Florianópolis, 2017.Diversos compostos com potencial antidepressivo vêm sendo investigados atualmente para o tratamento da depressão. Dentre eles, destaca-se a agmatina, uma amina endógena considerada um neuromodulador no sistema nervoso central (SNC), dotada de propriedades neuroprotetoras. Estudos pré-clínicos demonstraram que essa amina possui efeito tipo-antidepressivo, mas ainda existe a necessidade de se investigar os mecanismos envolvidos nesse efeito. Nesse sentido, um dos objetivos deste estudo foi avaliar a capacidade da agmatina em aumentar a potência de antidepressivos convencionais monoaminérgicos e MK-801, um antagonista de receptores N-metil-D-aspartato (NMDA). Foi observado que a agmatina em sua dose sub-efetiva (0,0001 mg/kg, p.o.) foi capaz de potencializar o efeito dos antidepressivos convencionais (duas vezes o efeito da fluoxetina e 10 vezes o efeito da imipramina e bupropiona) e MK-801 (100 vezes), diminuindo o tempo de imobilidade de camundongos no teste de suspensão pela cauda (TSC), o que sugere que ela pode ter uma maior afinidade por receptores NMDA do que por alvos monoaminérgicos. Considerando que o efeito tipo-antidepressivo da agmatina ocorreu em maior escala mediante antagonismo de receptores NMDA, e a existência e importância de um antidepressivo dessa classe que possui ação rápida (cetamina), um segundo objetivo desse estudo foi avaliar vias de sinalização intracelular envolvidas no efeito da agmatina com base nas vias relacionadas com o efeito tipo-antidepressivo rápido da cetamina. Os resultados mostraram que a agmatina exerce seu efeito tipo-antidepressivo no TSC através da modulação de receptores alfa-amino-3-hidroxi-metil-5-4-isoxazolpropiônico (AMPA) e tropomiosina cinase B (Tr?B), da sinalização mediada pelo fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), fosfatidilinositol 3 cinase (PI3K), proteína cinase B (Akt), glicogênio sintase cinase 3ß (GSK-3ß), proteína alvo da rapamicina em mamíferos (mTOR), além de ocasionar um rápido aumento do imunoconteúdo de BDNF e das proteínas sinápticas de densidade pós-sináptica de 95KDa (PSD-95) e GluA1 no córtex pré-frontal dos camundongos, de forma semelhante ao que ocorre com a cetamina. Este trabalho também realizou uma análise comparativa dos efeitos da agmatina com os de um antidepressivo convencional monoaminérgico (fluoxetina) e um de ação rápida (cetamina) em modelosde estresse crônico. Camundongos expostos ao estresse crônico imprevisível (ECI) por 14 dias receberam uma dose única por via oral de agmatina (0,1 mg/kg), cetamina (1 mg/kg) ou fluoxetina (10 mg/kg) 24 h antes de serem submetidos ao TSC. Apenas a agmatina e a cetamina foram capazes de reverter o comportamento tipo-depressivo induzido pelo ECI no TSC, mas não houve alteração no comportamento anedônico dos animais em nenhum dos grupos. Além disso, nenhuma alteração foi encontrada no imunoconteúdo de PSD-95, sinapsina 1 e GluA1 nos diferentes grupos experimentais (animais estressados ou não, tratados ou não). Posteriormente, a comparação entre os efeitos da agmatina, cetamina e fluoxetina se deu em um modelo de depressão induzida pela administração crônica de corticosterona (20 mg/kg, p.o., 21 dias). Tanto a agmatina (0,1 mg/kg, p.o.), quanto a cetamina (1 mg/kg, i.p.) reverteram o comportamento tipo-depressivo induzido pelo modelo no TSC. No entanto, de forma similar ao modelo do ECI, o efeito anedônico não foi observado neste protocolo e em nenhum dos grupos experimentais (tanto no teste de borrifagem de sacarose quanto no de consumo de sacarose). Os animais submetidos ao protocolo da corticosterona apresentaram uma redução no peso das glândulas adrenais, mas esse efeito não foi revertido por nenhum dos tratamentos utilizados. Quanto às análises bioquímicas, foi observado que nos animais controle, os tratamentos com agmatina, cetamina ou fluoxetina aumentaram o imunoconteúdo de GluA1 no hipocampo, sem alterar a fosforilação desta proteína (Ser831 e Ser845). Também não foram observadas alterações no imunoconteúdo de PSD-95 e na fosforilação da cinase ribossomal S6 de 70 kDa (p70S6K) nessa mesma estrutura. Além disso, os animais submetidos ao protocolo da corticosterona apresentaram uma diminuição no imunoconteúdo de sinapsina, efeito que foi revertido apenas pelo tratamento com fluoxetina. Em conjunto, os resultados fornecem evidências de que a agmatina possui um mecanismo de ação similar ao da cetamina quanto às vias de sinalização intracelular, bem como a capacidade de reverter, com uma única administração, o comportamento tipo-depressivo induzido por modelos de estresse crônico. Esses resultados sugerem que essa amina endógena pode ser um agente promissor para o tratamento da depressão.Abstract : Several compounds with antidepressant potential have been investigated for the treatment of depression. One of them is agmatine, an endogenous amine considered as a neuromodulator in the central nervous system (CNS) that exhibits several neuroprotective properties. Previous studies from our group demonstrated that this amine elicits antidepressant-like effects in predictive animal models of depression. However, the mechanisms underlying its antidepressant effects need to be further investigated. Therefore, one purpose of this study was to evaluate the extent of the antidepressant synergism induced by a fixed sub-effective dose of agmatine (0.0001 mg/kg, p.o.) to shift the antidepressant potency of monoaminergic conventional antidepressants and MK-801, an N-Methyl-D-aspartate (NMDA) receptor antagonist. The present study found that a sub-effective dose of agmatine increased the potency by which fluoxetine, imipramine, bupropion and MK-801 decreased immobility time in the tail suspension test (TST): 2-fold (fluoxetine), 10-fold (imipramine and bupropion) and 100-fold (MK-801), suggesting that agmatine substantially augmented the antidepressant-like effect of MK-801. This result reinforces the notion that this compound modulates NMDA receptor activation with a higher affinity when compared to monoamines. Taking into account the involvement of antagonism of NMDA receptors in the antidepressant-like effect of agmatine, and the existence of fast-acting antidepressants (like ketamine, an NMDA receptor antagonist), a second purpose of this work was to evaluate the possibility that agmatine elicits antidepressant effects through the modulation of intracelular signaling pathways implicated in fast antidepressant responses, as occurs with the fast-acting antidepressant ketamine. Our results demonstrated that the antidepressant-like effect of agmatine in the TST depends on the modulation of a-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid (AMPA) receptors and tropomyosin receptor kinase B (Tr?B), and signaling pathways mediated by brain-derived neurotrophic factor (BDNF), phosphoinositide 3-kinase (PI3K), protein kinase B (Akt), glycogen synthase kinase 3ß (GSK-3ß), mechanistic target of rapamycin (mTOR), besides increasing the immunocontent of BDNF and the synaptic proteins postsynaptic density protein 95 (PSD-95) and GluA1 in the prefrontal cortex of mice. Of note, these alterations were observed just 1 h after agmatine administration. Finaly, this study also performed a comparative analysis of theantidepressant-like effect of agmatine with a conventional antidepressant (fluoxetine) and a fast-acting drug (ketamine), using models of chronic stress. Mice exposed to chronic unpredictable stress (CUS) received a single oral dose of agmatine (0.1 mg/kg), ketamine (1 mg/kg), or fluoxetine (10 mg/kg) 24 h before being submitted to the TST. Only agmatine and ketamine were able to reverse the depressive-like behavior induced by CUS in the TST. No anhedonic behavior was observed in any experimental group. Moreover, no alteration was found in the immunocontent of PSD-95, synapsin and GluA1 in the CUS protocol and/or treatments in the prefrontal cortex of mice. After that, the comparative analysis of the antidepressant-like effect of agmatine, ketamine or fluoxetine was performed in another chronic stress model: the administration of cortiscosterone. A single administration of agmatine (0.1 mg/kg, p.o.) or ketamine (1 mg/kg, i.p.), but not fluoxetine 10 mg/kg, p.o.), was able to reverse the depressive-like behavior induced by corticosterone in the TST. No anhedonic behavior was found in any experimental group in splash test or sucrose comsuption test. Additionaly, reduced size and weight of adrenal glands were observed in mice submitted to corticosterone exposure, but none of the treatments were able to reverse these effects. Regarding biochemical analysis, treatment of control animals with agmatine, ketamine or fluoxetine increased the immunocontent of GluA1 in hippocampus, but caused no alteration in the phosphorylation of this protein (Ser831 and Ser845). In addition, none of the treatments were able to alter hippocampal immunocontent of PSD-95 and phosphorylation of p70S6 kinase (p70S6K). However, corticosterone administration was able to decrease the immunocontent of synapsin, and this effect was reversed only by fluoxetine. Altogether, the results of the present study provide evidence for the ability of agmatine to prevent depressive-like behavior in models of chronic stress with a single administration, similar to ketamine (fast-acting antidepressant response) suggesting that this amine could be a promising compound to the treatment of depression

Avaliação do efeito tipo-antidepressivo da agmatina em um modelo animal de depressão

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Neurociências, Florianópolis, 2013A agmatina é uma amina catiônica endógena cuja ação antidepressiva é reportada em diversos estudos nos últimos anos. O presente estudo investigou o efeito do tratamento agudo com agmatina no teste da suspensão pela cauda (TSC) em camundongos, um modelo animal preditivo, amplamente utilizado na investigação de novos compostos com ação antidepressiva. O tratamento oral com agmatina em baixas doses (0,001, 0,01, 0,1 e 1 mg/kg) reduziu o tempo de imobilidade dos animais no TSC confirmando seu efeito tipo-antidepressivo neste teste. Além disso, considerando a estreita relação entre inflamação e depressão, e a necessidade de investigar o potencial antidepressivo dessa amina em modelos animais de depressão, foi investigado o efeito da agmatina em um modelo que induz um comportamento tipo-depressivo nos animais após administração do fator de necrose tumoral (TNF-a). A administração intracerebroventricular (i.c.v.) de TNF-a (0,001 fg/sítio) promoveu um aumento no tempo de imobilidade dos animais no TSC, caracterizando um comportamento tipo-depressivo, que foi prevenido pelo tratamento com agmatina (0,0001, 0,1 e 1 mg/kg). Adicionalmente, foi avaliado o envolvimento dos sistemas monoaminérgicos, glutamatérgico e da via L-arginina-óxido nítrico no efeito antidepressivo da agmatina no modelo de comportamento tipo-depressivo induzido por TNF-a no TSC. Em animais que não receberam TNF-a, foi observado que a administração de agmatina em uma dose sub-ativa (0,0001 mg/kg) combinada com doses sub-ativas de fluoxetina (5 mg/kg, p.o., inibidor seletivo da recaptação de serotonina), imipramina (0,1 mg/kg, p.o., inibidor da recaptação de serotonina e noradrenalina/antidepressivo tricíclico), bupropiona (1 mg/kg, p.o, inibidor da recaptação de dopamina, com atividade na recaptação de noradrenalina), MK-801 (0,001 mg/kg, p.o., antagonista não competitivo de receptores NMDA) ou 7-nitroindazol (7-NI) (25 mg/kg, i.p., inibidor da enzima óxido nítrico sintase neuronal), foi capaz de produzir um efeito tipoantidepressivo sinérgico. Todas essas administrações, inclusive o prétratamento com agmatina, antidepressivos, MK-801 e 7-NI isoladamente em suas doses sub-ativas, foram capazes de prevenir o aumento do tempo de imobilidade dos animais induzido pela administração de TNFa. Nenhuma alteração locomotora dos animais foi verificada no teste do campo aberto. Considerando a relação bem estabelecida entre as citocinas pró-inflamatórias e apoptose, além do potencial anti-apoptótico da agmatina e dos antidepressivos convencionais, foi investigado o envolvimento de vias de sinalização que regulam neuroplasticidade e sobrevivência celular: proteína anti-apoptótica Bcl-2, proteína próapoptótica Bax e glicogênio sintase cinase 3ß (GSK-3ß) sobre o efeito antidepressivo da agmatina no modelo do TNF-a. Nenhuma alteração significativa na expressão das proteínas Bax e Bcl-2 e fosforilação de GSK-3ß (Ser9) foram observadas por western blot. Nosso conjunto de resultados demonstrou que o efeito antidepressivo da agmatina parece ser mediado, pelo menos em parte, por uma interação com os sistemas serotonérgico, noradrenérgico, dopaminérgico, pelo antagonismo de receptores NMDA e inibição da síntese de óxido nítrico, indicando que esta amina catiônica pode se constituir em uma nova alternativa terapêutica para o tratamento da depressão associada à inflamação.Abstract: Agmatine is an endogenous cationic amine that has been shown to exert antidepressant-like effect. The present study investigated the effect of acute treatment with agmatine in tail suspension test (TST) in mice, a predictive animal model, widely used in research for new compounds with antidepressant action. Oral treatment with agmatine at low doses (0.001, 0.01, 0.1 and 1 mg/kg) reduced the immobility time in the TST confirming its antidepressant-like effect in this test. Furthermore, given the close relationship between inflammation and depression, and the need to investigate the antidepressant potential of this amine in animal models of depression, we investigated the effect of agmatine in a model that induces a depressive-like behavior in animals after administration of factor tumor necrosis factor (TNF-a). Acute administration of TNF-a (0.001 fg/site, i.c.v.) increased immobility time in TST, indicative of a depressive-like behavior, and the treatment with agmatine (0.0001, 0.1 and 1 mg/kg) was able to prevent this effect. Additionally, we examined the involvement of monoaminergic systems, NMDA receptors and Larginine-nitric oxide pathway in the antidepressant-like effect of agmatine in the model of depression induced by TNF-a in the TST. In control mice (not received TNF-a) administration of sub-effective doses of agmatine (0.0001 mg/kg) combined with sub-effective doses of fluoxetine (5 mg/kg, p.o., a selective serotonin reuptake inhibitor), imipramine (0.1 mg/kg, p.o., tricyclic antidepressant), bupropion (1 mg/kg, p.o., dopamine reuptake inhibitor with subtle activity on noradrenergic reuptake), MK-801 (0.001 mg/kg, p.o.noncompetitive antagonist of NMDA receptors) or 7-nitroindazole (7-NI) (25 mg/kg, i.p.inhibitor of neuronal NOS), produced a synergistic antidepressantlike effect in the TST. All these administrations and also agmatine, antidepressants, MK-801 and 7-NI administered alone at a sub-effective dose were able to prevent the increased immobility time induced by TNF-a. These effects were not accompanied by alterations in mice locomotor activity. Moreover, given the well-established relationship between pro-inflammatory cytokines and apoptosis, beyond the antiapoptotic potential of agmatine and conventional antidepressants, we investigated the involvement of signaling pathways that regulate neuroplasticity and cellular survival: anti-apoptotic protein Bcl2 protein, pro-apoptotic Bax and glycogen synthase kinase 3ß (GSK-3ß) phosphorylation (Ser9) on the antidepressant effect of agmatine in TNF-a induced animal model. No significant changes in protein expression of Bax and Bcl-2 and in phosphorylation of GSK-3ß (Ser9) were observed by Western blot. Our set of results showed that the acute effect of agmatine on the TNF-a induced animal model of depression appears to be mediated, at least in part by an interaction with monoaminergic systems and by the inhibition of NMDA receptors and nitric oxide synthesis, indicating that this cationic amine may constitute a new therapeutic alternative for the treatment of depression associated with inflammation

ANÁLISE DA VENDA DE FORMULAÇÕES CONTENDO VITAMINA D EM UMA FARMÁCIA DE MANIPULAÇÃO DO MUNICÍPIO DE JARAGUÁ DO SUL ENTRE OS ANOS DE 2011 E 2021

Introduction: vitamin D is a steroid hormone that has been shown to be efficient in preventing and combating respiratory diseases. Despite its importance, a considerable portion of the Brazilian population is deficient in this vitamin, which may be related to health problems such as arthritis, hypertension, asthma and the appearance of more serious symptoms in patients with Covid-19. Objective: to evaluate the consumption of vitamin D by customers attending at a compounding pharmacy located in the city of Jaraguá do Sul, for a period of 10 years. Methods: data were obtained from a compounding pharmacy, using the system, which provided data such as the sale of this vitamin from 2011 to 2021, separated into solid and liquid formulations. Results: in 2011, after the H1N1 pandemic, there was a greater number of sales of formulations containing vitamin D, as well as in 2021, the year of the Covid-19 pandemic. Among the pharmaceutical forms analyzed, the capsules stood out in the number of sales. Conclusion: vitamin D supplementation has been used as a resource in the treatment of infections associated with respiratory problems, so the data obtained in this work reinforce this hypothesis. From the data obtained in this work, it was possible to observe that in the years of pandemics, sales of vitamin D increased considerably. However, further studies are needed to investigate mechanisms of action by which vitamin D contributes to the treatment of these diseases.  Introdução: a vitamina D é um hormônio esteróide amplamente estudado que apresenta eficiência na prevenção e combate de doenças respiratórias. Apesar de sua importância, uma considerável parcela da população brasileira tem deficiência dessa vitamina, o que pode estar relacionado a problemas de saúde como artrite, hipertensão, asma e aparecimento de sintomas mais graves em pacientes com Covid-19. Quando se faz necessária sua suplementação, pacientes procuram farmácias de manipulação devido ao custo-benefício deste produto manipulado. Objetivo: avaliar as vendas de formulações contendo vitamina D por clientes atendidos em uma farmácia de manipulação do município de Jaraguá do Sul, por um período de 10 anos. Métodos: os dados foram obtidos pelo sistema da farmácia, que forneceu informações de venda dessa vitamina desde o ano de 2011 até 2021, separados em formulações sólidas e líquidas e também por semestre. Resultados: no ano de 2011, após a pandemia de H1N1, houve um maior número de vendas de formulações contendo vitamina D, assim como em 2021, ano da pandemia de Covid-19. Dentre as formas farmacêuticas analisadas, as cápsulas sobressaíram no número de vendas, sendo o comparativo entre os semestres sem muita discrepância. Conclusão: a suplementação com vitamina D tem sido utilizada como recurso no tratamento de infecções respiratórias, e os dados obtidos nesse trabalho reforçam esta hipótese. A partir dos resultados, foi possível observar que nos anos de pandemias as vendas de vitamina D aumentaram consideravelmente. No entanto, mais estudos são necessários para investigar mecanismos pelo qual a vitamina contribui no tratamento destas doenças