Efeitos da S-alil-L-cisteína, um composto proveniente do alho, em cultura primária de astrócitos

Abstract

Os efeitos antioxidantes dos compostos bioativos derivados do alho, como a S-alil-L-cisteína (SAC), já estão sendo estudados vastamente na periferia e em algumas células do sistema nervoso central, como células neuronais. A SAC é o composto organossulfurado mais prevalente nos extratos de alho envelhecido, caracterizada por conter um grupo tiol (-SH) e atuar diretamente como quelante de metais, inibidores de radicais livres e substratos para reações redox específicas, permitindo a redução de radicais livres instáveis por meio de processos oxidativos e contribuindo indiretamente no sistema de defesa antioxidante não enzimático. Isso se dá por meio da glutationa reduzida, considerada a molécula antioxidante mais importante do sistema nervoso central e altamente presente em astrócitos. Os astrócitos são células altamente complexas e heterogêneas, abundantes no sistema nervoso central, que desempenham um papel crucial na interação direta com os neurônios, por exemplo, detoxificando diversas substâncias através da síntese e secreção de glutationa reduzida, assim como desempenhando protagonismo no ciclo glutamato-glutamina. Os astrócitos apresentam função importante na manutenção da homeostase cerebral e estão diretamente envolvidos nos processos de neuroinflamação, neurotoxicidade e estresse oxidativo, que estão associados ao estresse oxidativo com a patogênese de doenças neurodegenerativas. O papel antioxidante direto e indireto de SAC no sistema nervoso central, no momento, ainda não está claro nos estudos a ponto de evidenciar a capacidade de SAC modular atividades dos astrócitos. Logo, o objetivo deste trabalho foi verificar a viabilidade celular (redução de MTT, incorporação de corante vermelho neutro, atividade extracelular de lactato desidrogenase de astrócitos submetidos a diferentes concentrações de SAC (1 μM, 10 μM e 100 μM) e após, verificar a influência das concentrações de SAC, que não se mostraram tóxicas, sobre os seguintes parâmetros funcionais astrocíticos: conteúdo de glutationa reduzida e atividade de glutamina sintetase. Foi realizada cultura primária de astrócitos de córtices cerebrais de ratos Wistar recém-nascidos. Após atingir a confluência (21 dias), o meio de cultura foi substituído por DMEM sem soro fetal bovino, na presença ou não de S-alil-L-cisteína 1 μM, 10 μM ou 100 μM, durante 24 horas. Após, o meio de incubação foi coletado e as células foram lisadas, de acordo com os ensaios que foram realizados. Não observamos diferenças significativas tanto na redução de MTT, assim como na incorporação do corante vermelho neutro ou na atividade extracelular de lactato desidrogenase, além de, preliminarmente, não observamos alteração significativa para conteúdo de glutationa reduzida e atividade da glutamina sintetase para os astrócitos incubados com SAC nas diferentes concentrações. É possível inferir que a S-alil-L-cisteína é um composto que se mostrou seguro para uso em astrócitos primários nestas concentrações e a continuidade do trabalho com novos experimentos será necessária para avaliar seu efeito em parâmetros astrocíticos normais.

The antioxidant effects of bioactive compounds derived from garlic, such as S-allyl-L-cysteine (SAC), have been extensively studied in the periphery and in certain cells of the central nervous system, such as neuronal cells. SAC is the most prevalent organosulfur compound in aged garlic extracts, characterized by its thiol group (-SH) and its direct role as a metal chelator, free radical inhibitor, and substrate for specific redox reactions. This enables the reduction of unstable free radicals through oxidative processes and indirectly contributes to the non-enzymatic antioxidant defense system, which occurs via reduced glutathione, considered the most important antioxidant molecule in the CNS and highly abundant in astrocytes. Astrocytes are highly complex and heterogeneous cells, abundant in the central nervous system, playing a crucial role in direct interactions with neurons - for instance, detoxifying substances through the synthesis and secretion of reduced glutathione - as well as being key players in the glutamate-glutamine cycle. Astrocytes play an important role in maintaining brain homeostasis and are directly involved in the processes of neuroinflammation, neurotoxicity and oxidative stress, which are associated with oxidative stress and the pathogenesis of neurodegenerative diseases. The direct and indirect antioxidant role of SAC in the central nervous system, at the moment, is not yet clear in studies to the point of demonstrating the ability of SAC to modulate astrocyte activities. Thus, the objective of this study was to evaluate cell viability (MTT reduction, neutral red dye uptake, extracellular lactate dehydrogenase activity in astrocytes exposed to different concentrations of SAC (1 μM, 10 μM, and 100 μM) and to assess the influence of non-toxic SAC concentrations on the following astrocytic functional parameters: reduced glutathione content and glutamine synthetase activity. Primary astrocyte cultures were derived from the cerebral cortices of newborn Wistar rats. After reaching confluence (21 days), the culture medium was replaced with DMEM without fetal bovine serum, with or without 1 μM, 10 μM, or 100 μM S-allyl-L-cysteine, for 24 hours. Afterward, the incubation medium was collected, and the cells were lysed according to the assays performed. No significant differences were observed in MTT reduction, neutral red dye uptake, or extracellular lactate dehydrogenase activity. Additionally, preliminary results showed no significant changes in reduced glutathione content or glutamine synthetase activity in astrocytes incubated with SAC at the different concentrations. It is possible to infer that S-allyl-L-cysteine is a compound isolated from garlic safe for use in primary astrocytes at these concentrations. Further studies will be necessary to evaluate its effect on normal astrocytic parameters.