Contribuição das vias de reparo por excisão de bases e nucleotídeos no desenvolvimento de fenótipos neurodegenerativos nos modelos transgênicos de Caenorhabditis elegans

dc.contributor.advisorOliveira, Riva de Paula
dc.contributor.advisorIDpt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6790385939188325pt_BR
dc.contributor.authorCadavid, César Orlando Muñoz
dc.contributor.authorIDpt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6780157967882819pt_BR
dc.contributor.referees1Campos, Julliane Tamara Araújo de Melo
dc.contributor.referees1IDpt_BR
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3504274193684794pt_BR
dc.contributor.referees2Medeiros, Silvia Regina Batistuzzo de
dc.contributor.referees2IDpt_BR
dc.contributor.referees2Latteshttp://lattes.cnpq.br/5882662534904226pt_BR
dc.contributor.referees3Cunha, Fernanda Marques da
dc.contributor.referees3IDpt_BR
dc.contributor.referees3Latteshttp://lattes.cnpq.br/4457893486819547pt_BR
dc.contributor.referees4Machado, Carlos Renato
dc.contributor.referees4IDpt_BR
dc.contributor.referees4Latteshttp://lattes.cnpq.br/6306925202374274pt_BR
dc.date.accessioned2021-06-24T18:04:27Z
dc.date.available2021-06-24T18:04:27Z
dc.date.issued2021-01-19
dc.description.abstractNeurodegenerative diseases (NDs) are characterized by a progressive neuronal loss leading to motor or cognitive impairment. Although it is still not completely understood, NDs share many molecular mechanisms such as: oxidative stress, protein aggregation, deficiency of the ubiquitin–proteasome–autophagy system, mitochondrial dysfunction, impaired bioenergetics, dysfunction of neurotrophins and neuroinflammatory processes. The clinical observations that deficiencies in the nucleotide excision repair (NER) and base excision repair (BER) pathways cause human pathologies associated with neurological symptoms suggest that NER and BER might also play a critical role in chronic NDs. Here, we evaluated the deficiency of BER and NER pathways, especially EXO-3 and XPA-1, respectively, on the development of neurodegenerative phenotypes in Caenorhabditis elegans. EXO-3 and XPA-1 inhibition affected redox status by increasing ROS levels and up-regulating the expression of stress resistance related genes in a SKN-1 dependent manner. Similar results were found when APN1, XPC1 and CSB1 proteins were evaluated. EXO-3 and XPA-1 deficiency also activated the endoplasmic reticulum and mitochondrial unfolded protein response (UPR) and interfered in proteostasis as indicated by the reduced proteasome activity and proteasome subunits expression. Thesee alterations were associated with neurodegeneration of pan- and cholinergic-marked neurons. The neurodegeneration induced by EXO-3 and XPA-1 deficiency appears to be triggered by hyperactivation of the DNA damage sensor PARP-1 since this phenotype is rescued by PARP-1 inhibition. Inhibition of the apn-1, xpc-1 and csb1 genes in transgenic animals for Mal de Alzheimer and Hungtinton's disease accelerated neurodegenerative phenotypes, the most marked affect were in animals treted with csb-1(RNAi). Together, these results support a model where deficiency of NER and BER pathways plays an active role generating a network of stress signals sufficiently strong to trigger neurodegeneration.pt_BR
dc.description.resumoAs doenças neurodegenerativas (DN) são caracterizadas por uma perda neuronal progressiva que leva ao comprometimento motor ou cognitivo. Embora ainda não sejam completamente compreendidas, as DN compartilham muitos mecanismos moleculares, como: estresse oxidativo, agregação de proteínas, deficiência do sistema ubiquitina-proteassoma-autofagia, disfunção mitocondrial, bioenergética prejudicada, disfunção de neurotrofinas e processos neuroinflamatórios. As observações clínicas de que as deficiências nas vias de reparo por excisão de nucleotídeos (NER) e reparo por excisão de base (BER) causam patologias humanas associadas a sintomas neurológicos sugerem que NER e BER também podem desempenhar um papel crítico em DNs crônicas. Neste estudo, avaliamos a deficiência das vias de BER e NER, especialmente EXO-3 e XPA-1, respectivamente, no desenvolvimento de fenótipos neurodegenerativos em Caenorhabditis elegans. A inibição de EXO-3 e XPA-1 afetou o status redox aumentando os níveis de ERO e regulando positivamente a expressão de genes relacionados à resistência ao estresse de uma maneira dependente de SKN-1. Resultados semelhantes foram encontrados quando as proteínas APN1, XPC1 e CSB1 foram avaliadas. A deficiência de EXO-3 e XPA-1 também ativou o retículo endoplasmático e a resposta da proteína não dobrada mitocondrial (UPR) e interferiu na proteostase, conforme indicado pela atividade reduzida do proteassoma e expressão das subunidades do proteassoma. Essas alterações foram associadas à neurodegeneração de neurônios marcados com pan e colinérgico. A neurodegeneração induzida pela deficiência de EXO-3 e XPA-1 parece ser desencadeada pela hiperativação do sensor de danos ao DNA PARP1, uma vez que este fenótipo é resgatado pela inibição de PARP-1. A inibição dos genes apn-1, xpc-1 e csb-1 nos animais transgênicos para Mal de Alzheimer e Doença de Hungtinton acelerou os fenótipos neurodegenerativos, sendo o efeito mais marcado nos animais tratados com csb-1(RNAi). Juntos, esses resultados suportam um modelo em que a deficiência das vias BER e NER desempenha um papel ativo, gerando uma rede de sinais de estresse suficientemente forte para desencadear a neurodegeneração.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqpt_BR
dc.identifier.citationCADAVID, César Orlando Muñoz. Contribuição das vias de reparo por excisão de bases e nucleotídeos no desenvolvimento de fenótipos neurodegenerativos nos modelos transgênicos de Caenorhabditis elegans. 2021. 139f. Tese (Doutorado em Biotecnologia) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/32774
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOTECNOLOGIApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectBERpt_BR
dc.subjectNERpt_BR
dc.subjectEstresse oxidativopt_BR
dc.subjectProteostasept_BR
dc.subjectMal de Alzheimerpt_BR
dc.subjectDoença de Huntingtonpt_BR
dc.titleContribuição das vias de reparo por excisão de bases e nucleotídeos no desenvolvimento de fenótipos neurodegenerativos nos modelos transgênicos de Caenorhabditis eleganspt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

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