Bioaktive lipofile stoffer og deres effekt på inflammasjon i SH-SY5Y celler.

Abstract

Bakgrunn: Nevrodegenerative sykdommer (ND) defineres som forstyrrelser i sentrale- og perifere nervesystemet. Kronisk inflammasjon og svikt i mitokondrier er faktorer som er involvert i nevrologiske lidelser. Tetradecyltioeddiksyre (TTA) er en fettsyre med svovel i β- posisjon har vist seg å ha oksidative og anti-inflammatoriske egenskaper vha peroksisomproliferator-aktivert reseptor (PPAR) in vitro og in vivo. Dermed var det ønske å klargjøre TTAs terapeutiske rolle i ND som involverer kronisk inflammasjon og ROS. Det var også ønske om å teste TTA-analoger in vitro for å se om de kunne vise lignende egenskaper som TTA.

Metode: Genuttrykk av cytokiner ved TNF-α indusert inflammasjon ble benyttet for å se på anti-inflammatoriske egenskaper av TTA i nevroblastom cellelinje SH-SH5Y. Det ble også sett på hvilke PPAR-gener som var uttrykket i udifferensierte SH-SH5Y-cellelinjen. Effekter av TTA-diett ble sett i dyslipidemi-modeller i hjernen in vivo; apoE -/-mus og rotte. Anerkjente HuH-7 og SH-SH5Y-cellelinjen ble brukt som modell for å bestemme levedyktighet og evne til celleproliferasjon til TTA-analoger.

Resultat: Av de undersøkte gener viste TTA ingen anti-inflammatoriske effekter i udifferensierte SH-SH5Y cellelinjen. Det ble i midlertidig sett uttrykking av PPAR- δ sammenlignet med de andre PPAR-genene. I apoE - /- mus som ble fôret med 0,4 % TTA diett ble det ikke observert oppregulering av SOD 1 og SOD2, men i lang-tidsstudie med 0,4% TTA i rotte ble det derimot sett en regulering av SOD 1 og SOD 2 sammenlignet med rotter som ble fôret med høy fett diett. For modifiserte TTA analogene ble det observert at tr-TTA- dose på opptil 62.5 -125 μM var passende for begge cellelinjer over en behandlingsperiode på to dager. N-TTA så ut som til å være toksisk i dose 31.3 μM både for HuH-7 celler og SH-SY5Y celler. Tr-N-TTA tolerert opptil 250 μM i begge cellelinjene.

Konklusjon: Basert på funnene i dette prosjektet har vi ikke funnet noen grunnlag for anti- inflammatoriske effekter av TTA på in vivo. Det blir sett en tendens av oksidative egenskaper in vitro ved lang-tidsbehandling av TTA. Imidlertid er det behov for ytterligere studier for å se om det på andre cytokiner og oksidative gener som er involvert i hjernen for å avdekke TTAs mulige nevro inflammatoriske og oksidative virkninger vha PPAR-aktivering. For å se på de generelle antiinflammatoriske effekter av TTA-analoger hadde det vært en fordel å se på andre modeller der TTA har påvist effekt.

Background: Neurodegenerative diseases (NDs) are defined as central- and peripheral nervous system disorders. Chronic inflammation and mitochondrial dysfunction plays an important role in NDs. Tetradecylthioacetic acid (TTA) is a fatty acid and has in previous studies showed potential as an antioxidant and an anti-inflammatory agent by involving peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) in different models. Thus, it was desired to enlighten TTAs therapeutic role in ND, which involves chronic inflammation and ROS. Additionally, it was desired to examine if modified TTA analogs could exert similar characteristics by determining their growth-limiting effects as TTA.

Method: Gene expression of cytokines after TNF- α (alfa) induced inflammation were utilized to see anti-inflammatory properties of TTA in the neuroblastoma cell line SH-SH5Y. PPAR genes were also determined to see if they were expressed in the undifferentiated SH-SH5Y cell line. Additionally, effects of TTA diet in brain in models of hyperlipidemia apoE -/- mouse and rat were studied in vivo. TTA analogs and their viability were determined in the already recognized HuH-7 cell line and the SH-SH5Y cell line.

Results: On the gene expression level, TTA did not show anti-inflammatory effects in the undifferentiated SHSH5Y cell line. PPAR-δ (delta) was more highly expressed in this cell line compared to the other PPAR genes, and was up regulated by TNF-α treatment. In 0.4% TTA diet with apoE - /- mice, effects on gene expression of SOD 1 and SOD 2 were not seen, but in a long-term study with 0.4% TTA in rat within 50 weeks, there were differences of SOD 1 and SOD 2 compared to rats fed high fat diets. For the modified TTA analogs, it was observed that the tr-TTA dose up to 62.5 - 125 μM was appropriate for both cell lines for two days treatment. N-TTA appeared to be toxic at dose 31.3 μM for both HuH-7 cells and SHSY5Y cells. Tr-N-TTA tolerated up to 250 μM in both cell lines.

Conclusion: Based on the findings of this project, there were no anti-inflammatory effects of TTA on in vitro. There was a tendency to affect genes involved in oxidative defense in vivo during long-term treatment of rats with TTA. However, further studies are needed to evaluate other cytokines and oxidative genes involved in the brain to reveal the potential role of TTA by PPAR activation on neuroinflammation and oxidative stress. It would have been beneficial to consider other models where TTA has demonstrated efficacy to determine the general anti-inflammatory effects of the modified TTA analogs.