O papel do receptor P2Y1 nos gânglios da base: da fisiologia ao modelo animal de doença de Parkinson
| Ano de defesa: | 2025 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46131/tde-05032026-093410/ |
Resumo: | A Doença de Parkinson (PD) é a segunda doença neurodegenerativa mais prevalente no mundo, com sua prevalência em constante crescimento nos últimos anos. Apesar dos extensivos estudos sobre a doença, os tratamentos disponíveis permanecem limitados, baseando-se no aporte dopaminérgico e na sintomatologia. A patogênese da PD é bem caracterizada do ponto de vista anatomopatológico, principalmente pela degeneração progressiva dos neurônios dopaminérgicos da substantia nigra pars compacta (SNpc), mas a complexidade dos mecanismos envolvidos ainda está longe de ser totalmente compreendida. Processos que envolvem disfunções na transmissão sináptica dos núcleos da base (do inglês, basal ganglia) região central no controle motor e neuroinflamação já foram descritos. A sinalização purinérgica exerce inúmeras funções no sistema nervoso central, participando, também, da neuroinflamação e da sinalização dos núcleos da base. O receptor purinérgico P2Y1, ativado principalmente por ADP extracelular, é altamente expresso nos núcleos da base e nos astrócitos. Embora ainda sejam escassas as evidências sobre sua participação da circuitaria dos núcleos da base, sabe-se que ele desempenha funções que poderiam ser relevantes nesse contexto, como regulação da liberação de neurotransmissores, como glutamato e dopamina, e de citocinas e quimiocinas, modulação da atividade dos astrócitos e regulação da transmissão e plasticidade sináptica. Diante desse cenário, o objetivo geral desta tese foi investigar se o receptor P2Y1 (1) exerce ações regulatórias na via nigroestriatal em condições fisiológicas; (2) está presente nos astrócitos e neurônios dessa via; e (3) participa do processo de degeneração dos neurônios dopaminérgicos induzida por 6-hidroxidopamina. Para tanto, foram utilizadas abordagenseletrofisiológicas, comportamentais e histológicas, aliadas à manipulação farmacológica ex vivo e in vivo. Os resultados demonstraram que, em condições fisiológicas, a ativação do receptor P2Y1 promoveu inibição robusta da via nigroestriatal, com predomínio na via indireta. No modelo de hemiparkinsonismo, observou-se hiperexcitabilidade dos neurônios dopaminérgicos remanescentes e dos D1- e D2-SPNs, acompanhada por aumento da expressão do receptor P2Y1. Em fatias de encéfalo ex vivo, a inibição farmacológica do receptor normalizou a atividade espontânea aberrante dos neurônios dopaminérgicos remanescentes, restaurou a excitabilidade dos D2-SPNs e reduziu a dos D1-SPNs, sugerindo um papel restaurador da circuitaria estriatal. Por outro lado, a ativação do receptor P2Y1 com o MRS2365 exacerbou a atividade evocada dos neurônios dopaminérgicos remanescentes, reduzindo a atividade espontânea e normalizando alguns dos seus parâmetros dos potenciais de ação. Curiosamente, efeitos contrastantes foram encontrados pela administração in vivo do agonista e antagonista (MRS2179). A administração intranasal do agonista agravou o prejuízo motor e a degeneração dos neurônios dopaminérgicos, enquanto a infusão direta no ventrículo lateral, tanto do agonista quanto do antagonista não alterou a perda neuronal, embora exista uma tendência em influenciar o desempenho motor. Esses achados indicam que o receptor P2Y1 exerce funções contextoespecífico e possivelmente atue de forma mais pronunciada na circuitaria estriatal. Essa tese contribui, de forma inédita e inovadora, para o avanço do conhecimento sobre a circuitaria dos núcleos da base, destacando o receptor P2Y1 como potencial modulador-chave. Esse receptor pode se tornar um alvo promissor em intervenções para restauração da via nigroestriatal, especialmente a estriatal, para manutenção da homeostase e controle motor. |
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O papel do receptor P2Y1 nos gânglios da base: da fisiologia ao modelo animal de doença de ParkinsonThe role of the P2Y1 receptor in the basal ganglia: from physiology to the animal model of Parkinsons disease6-hidroxidopamina6-hydroxydopaminebasal gangliaDoença de ParkinsonDopaminergic neuronsGABAergic neuronsGânglios da BaseNeurônios dopaminérgicosNeurônios GABAérgicosP2Y1 receptorParkinson's diseaseReceptor P2Y1A Doença de Parkinson (PD) é a segunda doença neurodegenerativa mais prevalente no mundo, com sua prevalência em constante crescimento nos últimos anos. Apesar dos extensivos estudos sobre a doença, os tratamentos disponíveis permanecem limitados, baseando-se no aporte dopaminérgico e na sintomatologia. A patogênese da PD é bem caracterizada do ponto de vista anatomopatológico, principalmente pela degeneração progressiva dos neurônios dopaminérgicos da substantia nigra pars compacta (SNpc), mas a complexidade dos mecanismos envolvidos ainda está longe de ser totalmente compreendida. Processos que envolvem disfunções na transmissão sináptica dos núcleos da base (do inglês, basal ganglia) região central no controle motor e neuroinflamação já foram descritos. A sinalização purinérgica exerce inúmeras funções no sistema nervoso central, participando, também, da neuroinflamação e da sinalização dos núcleos da base. O receptor purinérgico P2Y1, ativado principalmente por ADP extracelular, é altamente expresso nos núcleos da base e nos astrócitos. Embora ainda sejam escassas as evidências sobre sua participação da circuitaria dos núcleos da base, sabe-se que ele desempenha funções que poderiam ser relevantes nesse contexto, como regulação da liberação de neurotransmissores, como glutamato e dopamina, e de citocinas e quimiocinas, modulação da atividade dos astrócitos e regulação da transmissão e plasticidade sináptica. Diante desse cenário, o objetivo geral desta tese foi investigar se o receptor P2Y1 (1) exerce ações regulatórias na via nigroestriatal em condições fisiológicas; (2) está presente nos astrócitos e neurônios dessa via; e (3) participa do processo de degeneração dos neurônios dopaminérgicos induzida por 6-hidroxidopamina. Para tanto, foram utilizadas abordagenseletrofisiológicas, comportamentais e histológicas, aliadas à manipulação farmacológica ex vivo e in vivo. Os resultados demonstraram que, em condições fisiológicas, a ativação do receptor P2Y1 promoveu inibição robusta da via nigroestriatal, com predomínio na via indireta. No modelo de hemiparkinsonismo, observou-se hiperexcitabilidade dos neurônios dopaminérgicos remanescentes e dos D1- e D2-SPNs, acompanhada por aumento da expressão do receptor P2Y1. Em fatias de encéfalo ex vivo, a inibição farmacológica do receptor normalizou a atividade espontânea aberrante dos neurônios dopaminérgicos remanescentes, restaurou a excitabilidade dos D2-SPNs e reduziu a dos D1-SPNs, sugerindo um papel restaurador da circuitaria estriatal. Por outro lado, a ativação do receptor P2Y1 com o MRS2365 exacerbou a atividade evocada dos neurônios dopaminérgicos remanescentes, reduzindo a atividade espontânea e normalizando alguns dos seus parâmetros dos potenciais de ação. Curiosamente, efeitos contrastantes foram encontrados pela administração in vivo do agonista e antagonista (MRS2179). A administração intranasal do agonista agravou o prejuízo motor e a degeneração dos neurônios dopaminérgicos, enquanto a infusão direta no ventrículo lateral, tanto do agonista quanto do antagonista não alterou a perda neuronal, embora exista uma tendência em influenciar o desempenho motor. Esses achados indicam que o receptor P2Y1 exerce funções contextoespecífico e possivelmente atue de forma mais pronunciada na circuitaria estriatal. Essa tese contribui, de forma inédita e inovadora, para o avanço do conhecimento sobre a circuitaria dos núcleos da base, destacando o receptor P2Y1 como potencial modulador-chave. Esse receptor pode se tornar um alvo promissor em intervenções para restauração da via nigroestriatal, especialmente a estriatal, para manutenção da homeostase e controle motor.Parkinsons disease (PD) is the second most prevalent neurodegenerative disease worldwide, with its prevalence continuously increasing. Although many efforts have been made to understand the pathogenesis, available treatments remain limited, focusing mainly on dopaminergic replacement and symptomatic relief. PD pathogenesis is well characterized anatomopathologically, particularly by the progressive degeneration of dopaminergic neurons in the substantia nigra pars compacta (SNpc); however, the complexity of the underlying mechanisms remains unclear. Processes involving dysfunctions in the synaptic transmission of the basal ganglia a central hub of motor control and neuroinflammation have been described. Purinergic signaling plays multiple functions in the central nervous system, including participation in both neuroinflammation and the basal ganglia network. The purinergic P2Y1 receptor, activated mainly by extracellular ADP, is highly expressed in the basal ganglia and in astrocytes. Although evidence of its involvement in basal ganglia circuitry remains scarce, it is known to perform relevant functions associated with related pathways, such as the regulation of neurotransmitters, as glutamate and dopamine, and cytokine/chemokine release, modulation of astrocytic activity, and control of synaptic transmission and plasticity. In this scenario, the general objective of this thesis was to investigate whether the P2Y1 receptor (1) exerts regulatory actions on the nigrostriatal pathway under physiological conditions; (2) is expressed in astrocytes and neurons of this pathway; and (3) plays a role in the pathogenesis of dopaminergic neuron degeneration induced by 6-hydroxydopamine. To this end, electrophysiological, behavioral, and histological approaches were used, combined with ex vivo and in vivo pharmacological manipulation. The results showed that, under physiological conditions, P2Y1 receptor activation promoted robust inhibition of the nigrostriatal pathway, with predominant effects on the indirect pathway. In the hemiparkinsonism model, hyperexcitability of remaining dopaminergic neurons and both D1- and D2-SPNs was observed, accompanied by increased P2Y1 receptor expression. In ex vivo brain slices, P2Y1 pharmacological inhibition normalized the aberrant spontaneous activity of surviving dopaminergic neurons, restored the hyperexcitability of D2-SPNs, and reduced in D1-SPNs, suggesting a restorative role in striatal circuitry. Conversely, P2Y1 receptor activation with MRS2365 exacerbated evoked activity of remaining dopaminergic neurons, although reduced spontaneous activity, and normalized some action potential parameters. Interestingly, contrasting effects were observed with in vivo administration of agonist and antagonist (MRS2179). Intranasal administration of its selective agonist exacerbated motor impairment and dopaminergic neuron degeneration, whereas the direct infusion into the lateral ventricle of both agonist or antagonist did not alter neuronal loss; however, it appeared to affect motor performance. These findings indicate that P2Y1 receptor functions are context-specific and may act more prominently on striatal circuitry. This thesis provides, for the first time, innovative insights into the role of purinergic signaling in basal ganglia circuitry, highlighting the P2Y1 receptor as a potential key modulator. This receptor may represent a promising therapeutic target for interventions to restore nigrostriatal function particularly striatal pathway , thereby contributing to the maintenance of homeostasis and motor control.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPUlrich, HenningAndrejew, Roberta 2025-09-01info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46131/tde-05032026-093410/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2026-03-10T20:32:02Zoai:teses.usp.br:tde-05032026-093410Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212026-03-10T20:32:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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A Doença de Parkinson (PD) é a segunda doença neurodegenerativa mais prevalente no mundo, com sua prevalência em constante crescimento nos últimos anos. Apesar dos extensivos estudos sobre a doença, os tratamentos disponíveis permanecem limitados, baseando-se no aporte dopaminérgico e na sintomatologia. A patogênese da PD é bem caracterizada do ponto de vista anatomopatológico, principalmente pela degeneração progressiva dos neurônios dopaminérgicos da substantia nigra pars compacta (SNpc), mas a complexidade dos mecanismos envolvidos ainda está longe de ser totalmente compreendida. Processos que envolvem disfunções na transmissão sináptica dos núcleos da base (do inglês, basal ganglia) região central no controle motor e neuroinflamação já foram descritos. A sinalização purinérgica exerce inúmeras funções no sistema nervoso central, participando, também, da neuroinflamação e da sinalização dos núcleos da base. O receptor purinérgico P2Y1, ativado principalmente por ADP extracelular, é altamente expresso nos núcleos da base e nos astrócitos. Embora ainda sejam escassas as evidências sobre sua participação da circuitaria dos núcleos da base, sabe-se que ele desempenha funções que poderiam ser relevantes nesse contexto, como regulação da liberação de neurotransmissores, como glutamato e dopamina, e de citocinas e quimiocinas, modulação da atividade dos astrócitos e regulação da transmissão e plasticidade sináptica. Diante desse cenário, o objetivo geral desta tese foi investigar se o receptor P2Y1 (1) exerce ações regulatórias na via nigroestriatal em condições fisiológicas; (2) está presente nos astrócitos e neurônios dessa via; e (3) participa do processo de degeneração dos neurônios dopaminérgicos induzida por 6-hidroxidopamina. Para tanto, foram utilizadas abordagenseletrofisiológicas, comportamentais e histológicas, aliadas à manipulação farmacológica ex vivo e in vivo. Os resultados demonstraram que, em condições fisiológicas, a ativação do receptor P2Y1 promoveu inibição robusta da via nigroestriatal, com predomínio na via indireta. No modelo de hemiparkinsonismo, observou-se hiperexcitabilidade dos neurônios dopaminérgicos remanescentes e dos D1- e D2-SPNs, acompanhada por aumento da expressão do receptor P2Y1. Em fatias de encéfalo ex vivo, a inibição farmacológica do receptor normalizou a atividade espontânea aberrante dos neurônios dopaminérgicos remanescentes, restaurou a excitabilidade dos D2-SPNs e reduziu a dos D1-SPNs, sugerindo um papel restaurador da circuitaria estriatal. Por outro lado, a ativação do receptor P2Y1 com o MRS2365 exacerbou a atividade evocada dos neurônios dopaminérgicos remanescentes, reduzindo a atividade espontânea e normalizando alguns dos seus parâmetros dos potenciais de ação. Curiosamente, efeitos contrastantes foram encontrados pela administração in vivo do agonista e antagonista (MRS2179). A administração intranasal do agonista agravou o prejuízo motor e a degeneração dos neurônios dopaminérgicos, enquanto a infusão direta no ventrículo lateral, tanto do agonista quanto do antagonista não alterou a perda neuronal, embora exista uma tendência em influenciar o desempenho motor. Esses achados indicam que o receptor P2Y1 exerce funções contextoespecífico e possivelmente atue de forma mais pronunciada na circuitaria estriatal. Essa tese contribui, de forma inédita e inovadora, para o avanço do conhecimento sobre a circuitaria dos núcleos da base, destacando o receptor P2Y1 como potencial modulador-chave. Esse receptor pode se tornar um alvo promissor em intervenções para restauração da via nigroestriatal, especialmente a estriatal, para manutenção da homeostase e controle motor. |
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