Este protocolo demonstra como avaliar os efeitos da timoquinona na via Keap-1/Nrf-2, biomarcadores de estresse oxidativo e desfechos comportamentais em um modelo de rato com exposição subcrônica à deltametrina.
Artigo de método
Este protocolo demonstra como avaliar os efeitos da timoquinona na via Keap-1/Nrf-2, biomarcadores de estresse oxidativo e desfechos comportamentais em um modelo de rato com exposição subcrônica à deltametrina.
Desenvolvimentos recentes em pesquisas sobre exposição a pesticidas aumentaram o interesse em estratégias protetoras baseadas em antioxidantes. A timoquinona (TQ), um composto bioativo derivado de plantas, tem sido relatado como tendo efeitos protetores contra diversos agentes tóxicos. Este estudo descreve um protocolo para avaliar os efeitos da TQ sobre parâmetros de estresse oxidativo, a via de sinalização Keap-1/Nrf-2 e os desfechos comportamentais em ratos expostos a baixa dose de Deltametrina (DTM). Aqui, 24 ratos Wistar Albino machos adultos (250 ± 20 g) foram aleatoriamente distribuídos em quatro grupos (n = 6/grupo): controle, TQ, DTM e DTM+TQ. DTM (1,28 mg/kg) e TQ (10 mg/kg) foram administrados intragicastricamente por 30 dias. O peso corporal foi monitorado durante todo o estudo. Atividade locomotora e comportamento semelhante à ansiedade foram avaliados usando o teste de campo aberto no dia 31, e comportamento semelhante à depressão foi avaliado usando o teste de natação forçada no dia 32. Ao final do período experimental, o plasma e os tecidos cerebrais foram coletados para análises bioquímicas, histopatológicas e moleculares. Marcadores de estresse oxidativo, incluindo malondialdeído, óxido nítrico total, glutationa e níveis do grupo sulfhidrilo, foram medidos em amostras de plasma e córtex cerebral. Os níveis de expressão da proteína ECH-associada ao kelch (Keap-1) e do fator eritróide 2 (Nrf-2) relacionados ao fator nuclear 2 (Nrf-2) foram analisados usando Western blotting e imunohistoquímica. Esse protocolo oferece uma abordagem abrangente e reprodutível para investigar a neurotoxicidade induzida por pesticidas e os efeitos moduladores de compostos antioxidantes.
Inseticidas são amplamente usados na agricultura e em ambientes domésticos para controlar pragas; No entanto, a exposição crônica a doses baixas pode resultar em contaminação ambiental e efeitos adversos à saúde tanto em humanos quanto em animais. Essa exposição, especialmente por meio de alimentos e água contaminados, tem sido associada a um risco aumentado de distúrbios neurológicos e outras toxicidadessistêmicas 1.
Os piretroides substituíram em grande parte os inseticidas organofosforados devido a regulamentações mais rigorosas sobre estes últimos e sua toxicidade relativamente menor para mamíferos. O DTM, um piretroide tipo II contendo um grupo α-ciano, está entre os inseticidas mais comumente usados no mundo e é considerado altamente eficaz contrainsetos 2. Apesar disso, estudos experimentais demonstraram que a exposição ao DTM induz estresse oxidativo e neurotoxicidade em modelosanimais 3,4.
O DTM é um composto altamente lipofílico que atravessa facilmente a barreira hematoencefálica e prejudica a função neuronal ao prolongar a abertura dos canais de sódio dependentes de voltagem. Esse efeito leva a disparos neuronais repetitivos, aumento do influxo intracelular de sódio e geração aumentada de espécies reativas de oxigênio, resultando, em última análise, em danos oxidativos, inflamação e alterações comportamentais, especialmente em regiões cerebrais vulneráveis como o hipocampo e o córtexcerebral 1. Dada a crescente preocupação com a neurotoxicidade induzida por pesticidas, tem sido direcionada uma atenção crescente para estratégias protetoras baseadas em antioxidantes derivadas de fontes naturais. TQ, um dos principais componentes bioativos do óleo essencial Nigella sativa, foi relatado como possuindo potentes propriedades antioxidantes, anti-inflamatórias eneuroprotetoras 5. Diversos estudos demonstraram seus efeitos benéficos contra o estresse oxidativo induzido quimicamente e processosneurodegenerativos 5,6,7,8,9.
Um dos principais mecanismos subjacentes aos efeitos protetores da TQ envolve a modulação da via de sinalização Keap-1/Nrf-2. Essa via desempenha um papel central na manutenção da homeostase redox celular ao regular a expressão de enzimas antioxidantes e desintoxicantes. Sob condições de estresse oxidativo, a repressão mediada por Keap-1 do Nrf-2 é aliviada, permitindo que o Nrf-2 se transloque para o núcleo e ative a expressão gênica dependente do elemento de respostaantioxidante 9.
Como a exposição ao DTM induz alterações em níveis molecular, bioquímico, histológico e comportamental, uma única abordagem analítica é insuficiente para capturar toda a extensão de seus efeitos neurotóxicos. Portanto, esse protocolo integra avaliações comportamentais, análises de biomarcadores de estresse oxidativo, avaliação histopatológica e investigação molecular da via Keap-1/Nrf-2 para fornecer uma estrutura abrangente e reprodutível para estudar a neurotoxicidade induzida por pesticidas e os efeitos moduladores de compostos antioxidantes como o TQ.
Em conjunto, as evidências resumidas acima destacam a necessidade de uma abordagem experimental integrada para esclarecer os mecanismos subjacentes à neurotoxicidade induzida pelo DTM e avaliar potenciais intervenções protetoras. Ao combinar avaliações comportamentais com análises bioquímicas, histopatológicas e moleculares da via Keap-1/Nrf-2, o protocolo atual possibilita uma avaliação multidimensional do dano neuronal relacionado ao estresse oxidativo. A interpretação dos achados experimentais dentro desse arcabouço mecanicista enfatiza como a TQ modula a sinalização redox, atenua a lesão tecidular e melhora os resultados comportamentais no contexto da exposição subcrônica ao DTM.
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O Comitê Local de Ética de Experimentação Institucional com Animais aprovou o protocolo experimental sob o número de registro 68429034/35. A duração total do estudo foi de 32 dias. Antes dos experimentos, os animais estavam aclimatados às condições padrão de laboratório. Todos os procedimentos experimentais foram conduzidos em estrita conformidade com as diretrizes institucionais e internacionais de ética animal. Os materiais experimentais usados neste protocolo estão listados na Tabela de Materiais.
NOTA: Resíduos químicos e biológicos foram descartados de acordo com as diretrizes de segurança laboratorial e gestão de resíduos da instituição. Ácidos, bases e solventes orgânicos foram coletados em recipientes separados e rotulados e entregues à unidade institucional de resíduos perigosos. Materiais biológicos e consumíveis contaminados foram coletados em recipientes de risco biológico, esterilizados e transferidos para a instalação institucional apropriada para descarte final.
1. Desenho experimental
2. Medição do peso corporal
3. Parâmetros comportamentais
4. Avaliação de marcadores de estresse oxidativo
5. Determinação dos níveis de Keap-1 e Nrf-2 por análise de Western blot
6. Análise histopatológica
7. Análise imunohistoquímica da reatividade do Nrf-2 e Keap-1 no hipocampo e córtex entorrinal
8. Análise estatística
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Medições de peso corporal
O peso corporal foi registrado nos dias 1, 10, 20 e 30. Ratos dos grupos C e TQ apresentaram aumento progressivo do peso corporal durante o período experimental, sem diferença significativa entre esses grupos no dia 30. Em contraste, ratos expostos ao DTM apresentaram uma redução significativa do peso corporal em comparação com os controles. A coadministração de TQ atenuou a perda de peso associada ao DTM. Nenhuma mortalidade foi observada du...
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Este estudo demonstra que a exposição bucal subcrônica ao DTM induz alterações comportamentais, bioquímicas, moleculares e histopatológicas consistentes em ratos, e que a TQ mitiga efetivamente esses efeitos quando administrada simultaneamente. Ao integrar testes comportamentais padronizados com perfil de estresse oxidativo, análise em nível de via da sinalização Keap-1/Nrf-2 e avaliação histopatológica, o protocolo fornece uma estrutura robusta e reprodutível para avaliar a neurotoxicid...
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Os autores não têm conflitos de interesse ou interesses financeiros concorrentes.
Essa pesquisa não recebeu financiamento externo.
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| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| 5,5'-Dithiobis (2-ácido nitrobenzoico) | Thermo Scientific & nbsp; | 69-78-3 | |
| Centrífuga de bancada NF048 | Nü ve | 43560 | |
| Beta_Actin | ThermoFisher Scientific, Estados Unidos | 7D2C10 | |
| Solução BSA | Proteintech, Estados Unidos) | 66201-1-IG | |
| Hidroxitolueno butilado | Sigma Aldrich | 128-37-0 | |
| Dijital Homojenizatö R | Daihan Scientific | https://www.artlaboratuv arcihazlari.com/urun/dai han-hg-15d-dijital-homoje nizator-set-a?srsltid=Afm BOorx_az06ulcHpSzKZs uP8-47Za4BkvLOM22Xh p00tgwWhJ-86Vc | |
| DTM | Bayer | TR01426058O | |
| Hematoxilina e traço; eosina | Bio Optica | W01030708 | |
| Ácido clorídrico | Merck | 7647-01-0 | |
| Programa de software Image J | NIH; Washington, EUA | https://imagej.net/ij/ | |
| Kit de coloração imunohistoquímica | Sistema de Detecção de Grande Volume Lab VisionTM UltraVisionTM: antipolivalente | HRP, TA-125-HL | |
| Leica Autocut 14051956472 | Alemanha | https://www.leicabiosystems .com/equipamento-histológico/mi crotomas/histocore-autocut/ | |
| Microscópio óptico | Nikon, Eclipse | Ni-U, 940728 | |
| N-(1-Naftil)etilendiamina | Thermo Scientific & nbsp; | 1465-25-4 | |
| Leitor de Microplacas Nano | BMG LABTECH | SPECTROstar Nano | |
| solução salina tamponada com fosfato | Merck | P4417 | |
| Anticorpos primários Keap-1 | Proteintech | Cat nº 10503-2-AP, 1:200 | |
| Anticorpos primários Nrf-2 | Proteintech | Cat No. 16396-1-AP, 1/100 | |
| Kit de Ensaio BR de Proteína Qubit | ThermoFisher Scientific-INVITROGEN | P33211 | |
| Citrato de sódio | Merck | 03-04-6132 | |
| Dodecil sulfato de sódio | Thermo Scientific & nbsp; | 151-21-3 | |
| Hidróxido de sódio | Merck | 1310-73-2 | |
| Nitrato de sódio | Merck | 7631-99-4 | |
| Estreptavidina Peroxidase | Thermo Scientific & nbsp; | SHRP248-B | |
| Sulfanilamida | Thermo Scientific & nbsp; | 63-74-1 | |
| ácido tiobarbitúrico | Merck | 504-17-6 | |
| TQ | CAYMAN | 490-91-5 | |
| Ácido tricarbílico, 99% | Termo-Química Científica | 139360500 | |
| Ácido tricloroacético | Termo-Química Científica | 76-03-9 | |
| Tris-HCl | Thermo Scientific & nbsp; | 1185-53-1 | |
| Cloreto de vanádio(III) | Sigma Aldrich | 7718-98-1 | |
| Substrato Quimioluminescente West Pico PLUS e o iBright 750 | Sistema científico Thermo Fisher | https://www.clinxsci.com/product /mini_chemiluminescence_imagi ng_system?gad_source=1& gad _campaignid=16224184202& gbr aid=0AAAAAoN6UOOtoB8UD0d eumBAMD8Xi-1l-& gclid=CjwKCAj wgeLHBhBuEiwAL5gNEXtK2CNS LS1GqllMuNgkrFYDaW7yK585njQ jFja485Fkwj9lRUEKDBoCgLoQA vD_BwE | |
| Solução de sulfato de zinco | Merck | 7733-02-0 |
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