Efeitos das nanopartículas de ouro sobre a uveíte induzida por endotoxina em ratos

Abstract

A uveíte induzida pela administração de endotoxina (EIU) é caracterizada por infiltração de leucócitos, quebra da barreira hemato-ocular e morte das células da retina. Neste contexto, o fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) está implicado na fisiopatologia da doença e contribui diretamente para a hipermeabilidade vascular na retina. As nanopartículas de ouro (GNP) exercem atividades anti-angiogênicas e reduzem a infiltração de macrófagos subsequentemente reduzindo a inflamação em modelos animais de artrite e retinopatia da prematuridade. O mecanismo exato de ação anti-inflamatório das GNP na uveíte ainda não é conhecido, mas acreditamos que a via de sinalização TLR4-NFκB esteja envolvida no processo já que recentes pesquisas sugerem que a via de sinalização TLR4 pode estar envolvida na patogênese da uveite. Por isso este estudo avalia os efeitos das nanopartículas de ouro em EIU em ratos. Ratos adultos machos Wistar foram divididos em cinco grupos: salina + salina, LPS + salina, LPS + prednisolona, LPS + sal de ouro (GS) e LPS + nanopartícula de ouro (GNP). Duas horas após a administração do LPS, o acetato de prednisolona a 1%, GS e GNP foram aplicados topicamente em ambos os olhos dos ratos e repetido a cada 6 horas durante 24 horas. Após 24 horas os ratos foram anestesiados e amostras do humor aquoso foram aspiradas bilateralmente com uma agulha 30-G e as íris e a retina foram removidas sob a visualização de um microscópio. A atividade da mieloperoxidase no humor aquoso foi medida como um índice de infiltração de neutrófilos. Os danos oxidativos foram determinados pela medida de substâncias reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS) e proteína carbonil. Os níveis de VEFG e fator de necrose tumoral alfa (TNF-α) foram medidos utilizando o ensaio ELISA. Os níveis de receptor 2 de VEGF (VEGFR2), TLR4 e NF-κB foram determinados por Western bloting. A administração de LPS induziu uma resposta inflamatória no olho caracterizada por um aumento de TNF-α e mieloperoxidase no humor aquoso, de VEGF na retina e pelo dano oxidativo na íris. Todos estes parâmetros foram reduzidos pela administração da GNP, exceto os níveis de VEGF na retina. Uma vez que a resposta inflamatória secundária a administração do LPS depende, em parte, da ativação da via TLR4-NFκB e do VEGF, nós demonstramos aqui que o potencial mecanismo para explicar os efeitos da GNP foi diminuir a ativação nos níveis de TLR4 e NFκB. Estes achados sugerem que a GNP tópica diminuem a inflamação intraocular e os danos oxidativos por interferir nas vias TLR4-NFκB, mas não por inibir a sinalização de VEGF.

Endotoxin-induced uveitis (EIU) is characterized by leukocyte infiltration, breakdown of the blood-ocular barrier, and retinal cell death. In this context, vascular endothelial growth factor (VEGF) has been implicated in the pathophysiology of the disease and directly contributes to the retinal vascular hyperpermeability. Gold nanoparticles (GNP) exerted antiangiogenic activities and subsequently reduced macrophage infiltration and inflammation in animal models of arthritis and retinopathy of prematurity. The precise modes of action anti-inflammatory of the GNP in uveitis have not been clarified, but we believe that the TLR4-NFκB signaling pathway is involved in the process since recent research suggests that TLR4 signaling pathways might be involved in the pathogenesis of uveitis. Therefore, this study evaluates the effects of gold nanoparticles in EIU in rats. Adult male Wistar rats were divided into five groups: saline + saline, LPS + saline, LPS + prednisolone, LPS + gold salt (GS) and LPS + gold nanoparticle (GNP). Two hours after LPS administration, prednisolone acetate 1%, GS and GNP were topically applied to both eyes of rats and repeated every 6 hours for 24 hours. After 24 hours rats were anesthetized and aqueous humor was sampled aspirated bilaterally with a 30-G needle and the irides and retina were removed under a microscope viewing. As an index of neutrophil infiltration it was measured myeloperoxidase activity in the aqueous humor. Irides oxidative damage was determined by the measure of thiobarbituric acid reactive substances (TBARS) and protein carbonyl content. The levels of VEGF and tumor necrosis factor alpha (TNF-α) were measured using the ELISA assay. Levels of VEGF receptor 2 (VEGFR2), TLR4 and NF-κB were determined by Western bloting. The administration of LPS induced eye inflammatory response characterized by an increase in aqueous humor TNF-α and myeloperoxidase, by increase retinal levels of VEGF and by irides oxidative damage. All these parameters were decreased by the administration of GNP, except levels VEGF in the retina. Since the inflammatory response secondary to LPS administration depends, in part, to the activation of the TLR4-NF-κB and VEGF pathways we demonstrated here that a potential mechanism to explain the GNP effects was the decrease on TLR4 content and NF-κB activation. These findings suggest that topical GNP decreases intraocular inflammation and oxidative damage by interfering in the TLR4-NF-κB pathways, but not by inhibiting VEGF signaling.