Mechanisms of neuronal degeneration induced by the cyanotoxin β-N-methylamino-L-alanine (BMAA)

Autores
Soto, Tamara Belen; de Los Santos, Elisa Beatriz; Buzzi, Edgardo David; Rotstein, Nora Patricia; German, Olga Lorena; Politi, Luis Enrique
Año de publicación
2019
Idioma
inglés
Tipo de recurso
documento de conferencia
Estado
versión publicada
Descripción
The non-proteic aminoacid BMAA is a cyanotoxin released by many cyanobacteria occurring in most dams and water resources around the world. Its chronic intake has been linked with neurodegenerative diseases, like amyotrophic lateral sclerosis (ALS), Parkinson and Alzheimer diseases. We showed that BMAA affects retinal neurons and Muller glial cell viability in vitro. Here we investigated the signaling pathway involved in BMAA deleterious effects on cultured photoreceptors and amacrine neurons, its effects on axonal architecture and whether it affects other non-retinal neuronal types. Pure rat retinal neuronal cultures and the neuronal-like, PC12 cell line, cultured in chemically defined media to promote differentiation, were treated with 400 nM and 1 μM BMAA, respectively, for three days. Neuronal cultures were pretreated with MK-801, an N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor antagonist. Cell death was evaluated by DAPI staining and axonal outgrowth by immunocytochemical methods. Pretreatment with MK-801 significantly prevented the increase in the percentage of pyknotic or fragmented nuclei induced by BMAA in amacrine neurons. BMAA enhanced axonal outgrowth in neurons. We then analyzed BMAA effects on PC12 cells at two different stages of differentiation, evaluated morphologically and by anti-ß III tubulin expression. PC12 cell differentiation increased with time in culture, reaching 52 and 77 % at 7 and 12 days, respectively. BMAA increased similarly the percentage of cell death at both differentiation stages, from 33 in controls to 58 % in BMAA-treated cultures. Noteworthy, BMAA also promoted axonal outgrowth in PC12 cells, while simultaneously reducing ß III tubulin levels. These results suggest that BMAA provokes degeneration and axonal changes in different neuronal types, activating NMDA receptors to promote amacrine cell death, and identify BMAA as a potential inducer of neurodegenerative damages, with its consequent deleterious effects on human health.
Fil: Soto, Tamara Belen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina
Fil: de Los Santos, Elisa Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina
Fil: Buzzi, Edgardo David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina
Fil: Rotstein, Nora Patricia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina
Fil: German, Olga Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina
Fil: Politi, Luis Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina
LXIV Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Investigación Clínica; LI Reunión Anual de la Asociación Argentina de Farmacología Experimental; XXI Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Biología; XXXI Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Protozoología; IX Reunión Anual de la Asociación Argentina de Nanomedicinas y VI Reunión Científica Regional de la Asociación Argentina de Ciencia y Tecnología de Animales de Laboratorio
Mar del Plata
Argentina
Sociedad Argentina de Investigación Clínica
Asociación Argentina de Farmacología Experimental
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Materia
BMAA
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Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
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Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
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Pure rat retinal neuronal cultures and the neuronal-like, PC12 cell line, cultured in chemically defined media to promote differentiation, were treated with 400 nM and 1 μM BMAA, respectively, for three days. Neuronal cultures were pretreated with MK-801, an N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptor antagonist. Cell death was evaluated by DAPI staining and axonal outgrowth by immunocytochemical methods. Pretreatment with MK-801 significantly prevented the increase in the percentage of pyknotic or fragmented nuclei induced by BMAA in amacrine neurons. BMAA enhanced axonal outgrowth in neurons. We then analyzed BMAA effects on PC12 cells at two different stages of differentiation, evaluated morphologically and by anti-ß III tubulin expression. PC12 cell differentiation increased with time in culture, reaching 52 and 77 % at 7 and 12 days, respectively. BMAA increased similarly the percentage of cell death at both differentiation stages, from 33 in controls to 58 % in BMAA-treated cultures. Noteworthy, BMAA also promoted axonal outgrowth in PC12 cells, while simultaneously reducing ß III tubulin levels. These results suggest that BMAA provokes degeneration and axonal changes in different neuronal types, activating NMDA receptors to promote amacrine cell death, and identify BMAA as a potential inducer of neurodegenerative damages, with its consequent deleterious effects on human health.Fil: Soto, Tamara Belen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaFil: de Los Santos, Elisa Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; ArgentinaFil: Buzzi, Edgardo David. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaFil: Rotstein, Nora Patricia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaFil: German, Olga Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; Argentina. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; ArgentinaFil: Politi, Luis Enrique. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca. Universidad Nacional del Sur. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; ArgentinaLXIV Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Investigación Clínica; LI Reunión Anual de la Asociación Argentina de Farmacología Experimental; XXI Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Biología; XXXI Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Protozoología; IX Reunión Anual de la Asociación Argentina de Nanomedicinas y VI Reunión Científica Regional de la Asociación Argentina de Ciencia y Tecnología de Animales de LaboratorioMar del PlataArgentinaSociedad Argentina de Investigación ClínicaAsociación Argentina de Farmacología ExperimentalSociedad Argentina de BiologíaSociedad Argentina de ProtozoologíaAsociación Argentina de NanomedicinasAsociación Argentina de Ciencia y Tecnología de Animales de LaboratorioThe Histochemical SocietyFundación Revista Medicina2019info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/conferenceObjectReuniónJournalhttp://purl.org/coar/resource_type/c_5794info:ar-repo/semantics/documentoDeConferenciaapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/187861Mechanisms of neuronal degeneration induced by the cyanotoxin β-N-methylamino-L-alanine (BMAA); LXIV Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Investigación Clínica; LI Reunión Anual de la Asociación Argentina de Farmacología Experimental; XXI Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Biología; XXXI Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Protozoología; IX Reunión Anual de la Asociación Argentina de Nanomedicinas y VI Reunión Científica Regional de la Asociación Argentina de Ciencia y Tecnología de Animales de Laboratorio ; Mar del Plata; Argentina; 2019; 177-1770025-76801669-9106CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://www.saic.org.ar/revista-medicinaNacionalinfo:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-10-22T11:44:53Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/187861instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-10-22 11:44:53.399CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
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LXIV Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Investigación Clínica; LI Reunión Anual de la Asociación Argentina de Farmacología Experimental; XXI Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Biología; XXXI Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Protozoología; IX Reunión Anual de la Asociación Argentina de Nanomedicinas y VI Reunión Científica Regional de la Asociación Argentina de Ciencia y Tecnología de Animales de Laboratorio
Mar del Plata
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