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Título: Avaliação da proteção conferida pela via de sinalização do Nrf2 num modelo experimental de sobrecarga de ferro in vivo
Autor: Santos, Ana Luísa
Orientador: Duarte, Tiago
Prudêncio, Cristina
Palavras-chave: Ferro
Dieta
Nrf2
Fígado
Hemocromatose
Iron
Diet
Nrf2
Liver
Hemochromatosis
Data de Defesa: 2012
Editora: Instituto Politécnico do Porto. Escola Superior de Tecnologia da Saúde do Porto
Resumo: O ferro é encontrado em praticamente todos os seres vivos, sendo um cofator para proteínas que desempenham funções essenciais à vida. Nos mamíferos, a maioria do ferro está incorporada na hemoglobina ou armazenado no fígado, ligado à ferritina. É absorvido pelos enterócitos, sendo a principal forma de controlo dos seus níveis. A sobrecarga de ferro pode levar a hemocromatose, podendo ser tóxica para vários órgãos. O fator de transcrição Nrf2 é importante na ativação de genes citoprotetores em situações de stress oxidativo/eletrofílico, colocando-se a hipótese de que poderá estar envolvido na resposta à progressão de doença devido à sobrecarga de ferro. Com o objetivo de determinar se a via do Nrf2 representa uma proteção contra a toxicidade do ferro a nível hepático, foram realizadas duas experiências nas quais murganhos C57BL/6 (B6) e Nrf2-/- machos foram alimentados com dieta standard ou com dieta enriquecida em ferro carbonilo (FeC) (0,5% ou 2,0%). Os resultados demonstram sobrecarga de ferro nos animais que receberam dieta enriquecida, sendo que os que receberam FeC 2,0% apresentaram níveis mais elevados de ferro hepático e sérico, bem como da saturação da transferrina. Os murganhos Nrf2-/- são mais suscetíveis a esta acumulação, mostrando evidências patológicas mais graves, nomeadamente necrose hepatocítica e infiltração de células inflamatórias. A deleção do Nrf2 associado a uma dieta suplementada com FeC 2,0% parece não ser suficiente para o desenvolvimento de fibrose hepática. O estudo da expressão de genes e proteínas do metabolismo do ferro mostrou que os animais B6 e Nrf2-/- são igualmente capazes de responder à sobrecarga de ferro, sugerindo que a sua diferente suscetibilidade à toxicidade do ferro não se deverá a uma regulação ineficiente da homeostasia do Fe. A dieta com FeC 2,0% aumentou a expressão de dois genes alvo do Nrf2, Nqo1 e Gsta1, o que não se verificou com os genes e proteínas GCLC e GCLM. A expressão de genes pró-inflamatórios não mostrou evidências de inflamação nestes animais. Foi demonstrado que os animais Nrf2-/- são mais suscetíveis à toxicidade do ferro, concluindo-se que a via do Nrf2 é ativada em resposta a uma dieta contendo quantidades excessivas de FeC e que confere proteção contra a acumulação de ferro em murganhos B6.
Iron is found in almost all living organisms, being a cofactor for proteins that perform essential functions to life. In mammals, most of the iron is found in hemoglobin or stored in the liver bound to ferritin. Iron levels are mostly controlled via the regulation of its absorption in duodenal enterocytes. The iron overload may lead to hemochromatosis, which can be toxic to various organs. Transcription factor Nrf2 is important in the activation of cytoprotective genes in oxidative/electrophilic stress, hence we hypothesize that it may be an important determinant of disease progression due to iron overload. With the aim of determining if the Nrf2 pathway represents a major protection against iron hepatotoxicity, two experiments were conducted in which C57BL/6 (B6) and Nrf2-/- mice were fed with a standard diet enriched with carbonyl iron (CI) (0.5% or 2.0%). The results demonstrate the development of iron overload in animals fed the enriched diet, where those who received CI 2.0% showed higher levels of hepatic and serum iron and transferrin saturation. Nrf2-/- mice were more susceptible to iron accumulation, showing more severe pathology, including hepatocytic necrosis and inflammatory cell infiltration. Deletion of Nrf2 associated with a diet supplemented with CI 2.0% seems to be insufficient to the development of hepatic fibrosis. The study of the expression of genes and proteins that regulate iron metabolism showed that B6 and Nrf2-/- animals are equally capable of responding to iron overload, suggesting that their different susceptibility to iron toxicity is not due to inefficient regulation of iron homeostasis. The CI 2.0% diet increased the expression of two Nrf2 target genes, Nqo1 and Gsta1, but not of GCLC and GCLM. The expression of pro-inflammatory genes was unchanged. The current study demonstrated that the Nrf2 pathway is activated in response to a diet containing excessive amounts of CI, protecting B6 mice against the accumulation of iron. As a result, Nrf2-/- animals are more susceptible to iron toxicity.
Peer review: yes
URI: http://hdl.handle.net/10400.22/1122
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