Nanotecnologia aplicada ao sistema cardiovascular: efeito do fulerol no estresse oxidativo

• Main Author: Marina de Souza Ladeira
• Other Authors: Silvia Carolina Guatimosim Fonseca
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2013
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-9B9HV5

=== The oxidative stress related to enhanced concentration of reactive oxygen species (ROS) is associated to the progression of cardiovascular dysfunction. In the heart, the oxidative stress can affect the structure and function of the myocardium, resulting in hypertrophy and apoptosis of the myocytes. Beyond the effects on the heart, the oxidative stress is associated to endothelial dysfunction, affecting the vascular tonus. Therefore, treatments with antioxidants present therapeutic potential and may attenuate the cardiovascular dysfunction and prevent the progression of heart failure. Among the antioxidants, fullerol has gained much attention due to its ability to complex to ROS and therefore, inhibiting the oxidative damage. Fullerol is a spherical carbon nanostructure known as a powerful antioxidant due to its reactivity to electron rich species, as the major molecular structure with pi ligands per volume. The present study aimed to evaluate the effects of fullerol on cardiovascular dysfunction induced by oxidative stress. Our in vitro assay showed the protect effects of fullerol on the molecular and biochemical alterations induced by isoproterenol and phenylephrine treatment in neonatal cardiomyocytes isolated from Wistar rats. Fullerol administration prevented the enhancement of ROS production, the increase in cellular area and expression of proteins that are involved in the hypertrophic signaling (calcineurin and NFAT) induced by adrenergic agonist treatment in cardiomyocytes. We observed, in vivo, that concomitant treatment with fullerol in male Wistar rats was able to reduce lipoperoxidation induced by isoproterenol, contributing to the improvement of the cardiac function and calcium handling, attenuating the development of fibrosis and hypertrophy of ventricular myocytes. Moreover, we evaluated the effects of fullerol on the endothelial dysfunction induced by paraquat exposure in the isolated aorta of Wistar rats and in the aorta of apoE knockout (KO) mice. We observed that fullerol incubation restored vascular reactivity preventing the endothelial dysfunction, characterized by a reduction of the relaxation induced by acetylcholine on vessels exposed to paraquat or from apoE KO animals. Therefore, we can conclude that, fullerol has antioxidant activity capable of preventing the deleterious effects of oxidative stress on the cardiovascular system. === O estresse oxidativo decorrente do aumento da concentração de espécies reativas de oxigênio (ERO) está associado à progressão de diversas disfunções cardiovasculares. No coração, o estresse oxidativo pode afetar a estrutura e função do miocárdio, estimulando o processo de hipertrofia e apoptose dos miócitos. Além do efeito no coração, o estresse oxidativo está associado à disfunção endotelial, podendo promover alterações no tônus vascular. Diante disso, o tratamento com agentes antioxidantes apresentam uma potencial atividade terapêutica, podendo atenuar as disfunções cardiovasculares e prevenir a progressão da insuficiência cardíaca. Dentre os agentes antioxidantes, o fulerol tem ganhado destaque por sua capacidade de complexar e inativar as ERO e inibindo seus efeitos no dano oxidativo. O fulerol é uma nanoestrutura de carbono esférica e é hoje reconhecido como poderoso antioxidante devido sua alta reatividade frente á moléculas eletronicamente ricas, sendo um dos objetos moleculares de maior número de ligações tipo pi por unidade de volume. O presente estudo teve como objetivo principal avaliar o efeito do fulerol nas disfunções cardiovasculares induzidas pelo estresse oxidativo. Ensaios in vitro mostraram os efeitos protetores do fulerol nas alterações moleculares e bioquímicas induzidas pelo tratamento com os agentes hipertróficos isoproterenol e fenilefrina em células cardíacas provenientes de ratos Wistar. O tratamento com fulerol preveniu o aumento dos níveis de ERO e da área celular, reduzindo a expressão de proteínas envolvidas na sinalização hipertrófica, a calcineurina e o fator nuclear ativado por células T (NFAT), nos cardiomiócitos tratados com os agonistas adrenérgicos. Nos estudos in vivo, observamos que o tratamento concomitante com o fulerol foi capaz de reduzir o processo de lipoperoxidação induzido pelo tratamento com isoproterenol em ratos Wistar, contribuindo para a melhoria da função cardíaca e dinâmica do cálcio e na redução da fibrose e hipertrofia dos cardiomiócitos ventriculares. Além disso, avaliamos o efeito do fulerol na disfunção endotelial em aorta de ratos Wistar exposta ao herbicida paraquat e na aorta de camundongos apoE KO. Observamos que o fulerol reverteu a disfunção endotelial, caracterizada pela redução do relaxamento induzido pela acetilcolina em ambos os modelos experimentais, restaurando a reatividade vascular. Como conclusão, o fulerol possui atividade antioxidante capaz de prevenir os efeitos deletérios do estresse oxidativo no sistema cardiovascular.