Neurodegenerative effects of the cyanotoxin β-n-methylamino-l-alanine (BMAA) on retinal neurons

Autores
Soto, Tamara Belen; de Los Santos, Elisa Beatriz; Rotstein, Nora Patricia; German, Olga Lorena; Politi, Luis Enrique
Año de publicación
2017
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. Human chronic intake of this toxin has been linked with the development of neurodegenerative diseases, like Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS); Parkinson and Alzheimer Disease. Multiple studies have shown the effects of BMAA on live animals; however, its effects at the cellular or molecular levelsía are still mostly unknown. We here investigated the effects of BMAA on retinal amacrine and photoreceptor neurons and Muller glial cells (MGC) in vitro. We incubated pure neuronal cultures and mixed neuro-glial cultures obtained from newborn rat retinas, with 400 nM BMAA for 2 days. We then evaluated cell death and apoptosis by Propidium Iodide (PI) TUNEL assays, and DAPI staining. Mitochondrial activity was assessed by using Mitotracker and cytoskeleton integrity and axonal outgrowth were analyzed by immunocytochemical methods. In `pure neuronal cultures, BMAA increased the percentage of apoptotic amacrine and photoreceptor neurons, from 21.6% to 64.5% and from 29.3% to 65.7%, respectively, in controls and BMAA-treated cultures. Noteworthy, functional mitochondria decreased from 55% to 35% in photoreceptors but only slightly in amacrine neurons. In addition, BMAA treatment disrupted the organized assembly of tubulin in axons. BMAA addition to mixed neuro-glial cultures induced lamellipodia retraction and loss of mitochondrial membrane potential in MGC, but did not increase their cell death. Moreover, MGC partially prevented neuronal death. These results suggest that BMAA induces subcellular changes in both neurons and glial cells, and markedly affects the viability of retinal neurons, confirming its threat to human health as a potential inducer of neurodegenerative damages.
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
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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. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Biología, Bioquímica y Farmacia; Argentina
LXII Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Investigación Clínica; LII Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Investigación Bioquímica y Biología Molecular; LXV Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Inmunología; Reunión de la Sociedad Argentina de Andrología; XLVI Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Biofísica; XIX Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Biología; XLIX Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Farmacología Experimental; Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Fisiología; Reunión de la Sociedad Argentina de Hematología y XXIX Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Protozoología
Buenos Aires
Argentina
Sociedad Argentina de Investigación Clínica
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Condiciones de uso
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Institución
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We incubated pure neuronal cultures and mixed neuro-glial cultures obtained from newborn rat retinas, with 400 nM BMAA for 2 days. We then evaluated cell death and apoptosis by Propidium Iodide (PI) TUNEL assays, and DAPI staining. Mitochondrial activity was assessed by using Mitotracker and cytoskeleton integrity and axonal outgrowth were analyzed by immunocytochemical methods. In `pure neuronal cultures, BMAA increased the percentage of apoptotic amacrine and photoreceptor neurons, from 21.6% to 64.5% and from 29.3% to 65.7%, respectively, in controls and BMAA-treated cultures. Noteworthy, functional mitochondria decreased from 55% to 35% in photoreceptors but only slightly in amacrine neurons. In addition, BMAA treatment disrupted the organized assembly of tubulin in axons. BMAA addition to mixed neuro-glial cultures induced lamellipodia retraction and loss of mitochondrial membrane potential in MGC, but did not increase their cell death. 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Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Bahía Blanca; 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. 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