Role of adenosine A2A receptor in controlling neuroinflammation mediated by retinal microglial cells

Abstract

A adenosina é um neuromodulador do sistema nervoso central (CNS) e as suas acções são mediadas via receptores purinérgicos do tipo P1 (receptores A1 e A3, inibitórios; e receptores A2A e A2B, facilitatórios). Várias evidências indicam que em situações nocivas para o cérebro o bloqueio dos receptores A2A da adenosina (A2AR) confere potente neuroprotecção, principalmente através do controlo de neuroinflamação. O glaucoma é uma doença degenerativa e progressiva da retina e a segunda causa de perda de visão em todo o mundo. No glaucoma, a neuroinflamação desempenha um papel importante. Nomeadamente, ocorre activação das células da microglia que libertam mediadores inflamatórios, promovendo a morte das células ganglionares da retina (RGC), uma característica do glaucoma. Na retina, as células da microglia estão localizadas na camada de RGC e expressam A2AR. Assim, o objectivo principal deste trabalho foi estudar se o bloqueio dos A2AR reduz a reactividade da microglia induzida por um estímulo pró-inflamatório, que desta forma pode contribuir para a protecção das RGC. Culturas mistas de retina e culturas purificadas de microglia da retina foram tratadas com CGS21680 (agonista do A2AR) ou SCH58261 (antagonista do A2AR), antes da incubação com lipopolissacarídeo (LPS), o qual foi utilizado para mimetizar um estímulo inflamatório. Foram avaliados vários parâmetros, que são indicadores do estado de reactividade da microglia. Os resultados indicam que o bloqueio dos A2AR pode modular a reactividade da microglia da retina. O bloqueio do A2AR previne os efeitos do LPS nas alterações morfológicas, na libertação de monóxido de azoto (NO) e de factor de necrose tumoral-alfa (TNF-α), e também na actividade fagocítica da microglia induzida por estímulos inflamatórios. Em conclusão, estes resultados fornecem evidências da capacidade de bloqueio de A2AR para controlar a reactividade da microglia. Tendo em conta o papel das microglias na neuroinflamação, estes resultados abrem a possibilidade para o uso de antagonistas dos A2AR em doenças que envolvam neuroinflamação da retina, como é o caso do glaucoma. A diminuição da neuroinflamação da retina pode ter efeitos benéficos contra a morte das RGC, uma das características principais do glaucoma.

Adenosine is a neuromodulator in central nervous system (CNS) and its actions are mediated via the type P1 purinergic receptors (inhibitory A1 and A3 receptors, and facilitatory A2A and A2B receptors). The blockade of adenosine A2A receptors (A2AR) provides potent neuroprotection in several noxious brain conditions, mainly through the control of neuroinflammation. Glaucoma is a progressive retinal degenerative disease and the second cause of vision loss worldwide. Neuroinflammation plays an important role in glaucoma. In particular, it occurs microglial activation, releasing inflammatory mediators that can promote retinal ganglion cell (RGC) death, a feature of glaucoma. In the retina, microglial cells are located in the ganglion cell layer and express A2AR. Therefore, the main aim of this work was to evaluate the effect of the blockade of A2AR in the control of microglial reactivity induced by an inflammatory stimulus, which can as a consequence contribute to the protection of RGC. Primary retinal mixed cultures and purified retinal microglial cultures were pretreated either with CGS21680 (agonist of the A2AR) or SCH58261 (antagonist of the A2AR), and the cells were challenged with lipopolysaccharide (LPS) to mimic an inflammatory stimulus. Several parameters, indicators of the reactivity status of microglia were evaluated. The results indicate that the blockade of the A2AR can modulate the microglial reactivity. A2AR blockade can prevent the LPS effects on morphological alterations, nitric oxide (NO) and tumor necrosis factor-alpha (TNF-α) release, and on the phagocytic activity. In conclusion, these results provide evidence of the ability of blockade of A2AR to control the microglial reactivity. Taking in account the role of microglial cells in neuroinflammation, these data open the possibility for the use of A2AR antagonists in diseases involving retinal inflammation, as is the case of glaucoma. Decreasing retinal neuroinflammation may have beneficial effects against RGC death, the main characteristic in glaucoma.