Resumo Os microRNAs (miRNAs) são reconhecidos como biomarcadores do diabetes mellitus tipo 2 (DM2), úteis para a compreensão do metabolismo da doença, e possuem grande potencial como alvos terapêuticos. O aumento da expressão de BDNF e IGF1 está altamente envolvido nos benefícios as vias de insulina e glicose, porém, são regulados negativamente em condições de resistência à insulina, enquanto seu aumento de expressão está correlacionado com a melhora do metabolismo da glicose e da insulina. Estudos sugerem a regulação desses genes por microRNA em vários contextos diferentes, proporcionando uma nova abordagem de investigação para compreender o metabolismo do DM2 e revelar potenciais alvos terapêuticos. No presente estudo, investigamos em diferentes modelos animais (humanos, ratos e camundongos) miRNAs que têm como alvo BDNF e IGF1 em tecido muscular esquelético com condições fisiológicas de DM2. As análises foram realizadas utilizando ferramentas de bioinformática e bancos de dados para predição de miRNA, homologia molecular, validação experimental de interações, expressão na condição fisiológica estudada e interação em rede. Os resultados mostraram três candidatos a miRNAs para IGF1 (miR-29a, miR-29b e miR-29c) e um para BDNF (miR-206). As avaliações experimentais e a busca pela expressão no músculo esquelético de indivíduos com DM2 confirmaram a interação prevista entre miRNA-mRNA para miR-29b e miR-206 através de modelos humanos, ratos e camundongos. Essa interação foi reafirmada em múltiplas análises de rede. Em conclusão, nossos resultados mostram a relação de regulação entre miR-29b e miR-206 com os genes investigados, em diversos tecidos, sugerindo um padrão de inibição. Contudo, esses dados mostram um grande número de possíveis processos fisiológicos de interação para perspectivas biotecnológicas.

Abstract microRNAs (miRNAs) are recognized as diabetes mellitus type 2 (T2DM) biomarkers useful for disease metabolism comprehension and have great potential as therapeutics targets. BDNF and IGF1 increased expression are highly involved in the benefits of insulin and glucose paths, however, they are down-regulated in insulin resistance conditions, while their expression increase is correlated to the improvement of glucose and insulin metabolism. Studies suggest the microRNA regulation of these genes in several different contexts, providing a novel investigation approach for comprehending T2DM metabolism and revealing potential therapeutic targets. In the present study, we investigate in different animal models (human, rat, and mouse) miRNAs that target BDNF and IGF1 in skeletal muscle tissue with T2DM physiological conditions. Bioinformatics tools and databases were used to miRNA prediction, molecular homology, experimental validation of interactions, expression in the studied physiological condition, and network interaction. The findings showed three miRNAs candidates for IGF1(miR-29a, miR-29b, and miR-29c) and one for BDNF (miR-206). The experimental evaluations and the search for the expression in skeletal muscle from T2DM subjects confirmed the predicted interaction between miRNA-mRNA for miR-29b and miR-206 through human, rat, and mouse models. This interaction was reaffirmed in multiple network analyses. In conclusion, our results show the regulation relationship between miR-29b and miR-206 with the investigated genes, in several tissues, suggesting an inhibition pattern. Nevertheless, these data show a large number of possible interaction physiological processes, for future biotechnological prospects.

As convulsões induzidas pela pilocarpina podem ser mediadas através do aumento do estresse oxidativo cerebral e das alterações na concentração dos aminoácidos. O presente estudo sugere que compostos antioxidantes podem produzir neuroproteção contra a neurotoxicidade em nível celular causada pelas convulsões. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do ácido lipóico (AL) no conteúdo de glutamato e taurina no hipocampo de ratos durante convulsões induzidas por pilocarpina. Ratos Wistar foram tratados por via intraperitoneal com solução salina 0,9% (controle), pilocarpina (400 mg/kg, pilocarpina), AL (10 mg/kg) e com a associação de AL (10 mg/kg); 30 min após com pilocarpina (400 mg/kg), que foi injetada 30 min após a administração de AL (AL + pilocarpina). Os animais foram observados durante 24 horas. As concentrações de aminoácidos foram determinadas por HPLC. No hipocampo dos ratos do grupo pilocarpina foi observado um aumento significativo de 37% na concentração de glutamato e uma diminuição de 18% no nível de taurina, quando comparado ao grupo controle. O pré-tratamento com o antioxidante reduziu significativamente o nível de glutamato em 28% e aumentou em 32% os níveis de taurina no hipocampo dos ratos, quando comparado ao grupo pilocarpina. Nossos resultados sugerem que ocorrem alterações na concentração dos aminoácidos no hipocampo de ratos durante as convulsões induzidas por pilocarpina, e que o glutamato pode desempenhar um papel crucial na fisiopatologia das convulsões, e que o efeito protetor poderia ser alcançado com pré-tratamento com ácido lipóico, provavelmente pelo aumento da liberação ou redução da taxa de metabolização dos aminoácidos durante as convulsões.

Pilocarpine-induced seizures can be mediated by increases in oxidative stress and by cerebral amino acid changes. The present research suggests that antioxidant compounds may afford some level of neuroprotection against the neurotoxicity of seizures in cellular level. The objective of the present study was to evaluate the lipoic acid (LA) effects in glutamate and taurine contents in rat hippocampus after pilocarpine-induced seizures. Wistar rats were treated intraperitoneally (i.p.) with 0.9% saline (Control), pilocarpine (400 mg/kg, Pilocarpine), LA (10 mg/kg, LA), and the association of LA (10 mg/kg) plus pilocarpine (400 mg/kg), that was injected 30 min before of administration of LA (LA plus pilocarpine). Animals were observed during 24 h. The amino acid concentrations were measured using high-performance liquid chromatograph (HPLC). In pilocarpine group, it was observed a significant increase in glutamate content (37%) and a decrease in taurine level (18%) in rat hippocampus, when compared to control group. Antioxidant pretreatment significantly reduced the glutamate level (28%) and augmented taurine content (32%) in rat hippocampus, when compared to pilocarpine group. Our findings strongly support amino acid changes in hippocampus during seizures induced by pilocarpine, and suggest that glutamate-induced brain damage plays a crucial role in pathogenic consequences of seizures, and imply that strong protective effect could be achieved using lipoic acid through the release or decrease in metabolization rate of taurine amino acid during seizures.