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Scientific Reports volume 13, Artigo número: 12554 (2023) Citar este artigo

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Os metabólitos da degradação do triptofano formados ao longo da via da quinurenina desempenham um papel significativo na gravidez e no desenvolvimento fetal. Para compreender o seu envolvimento, é crucial quantificar os níveis de triptofano (TRP), quinurenina (KYN) e ácido cinurênico (KYNA) em amostras biológicas relevantes, como placenta, membranas fetais e cordão umbilical. Este estudo utilizou espectrometria de massa em tandem com cromatografia líquida (LC-MS/MS) para determinar os níveis de TRP, KYN e KYNA. O método LC-MS/MS foi otimizado para alta sensibilidade e especificidade, demonstrando boa reprodutibilidade com precisão <10% CV e exatidão de 85–115%. O limite inferior de quantificação para TRP e KYN foi de 0,5 µg/ml, enquanto para KYNA foi de 0,5 ng/mL. O método exibiu linearidade dentro da faixa examinada de concentrações no homogeneizado, variando de 0,5 a 30 µg/ml para TRP e KYN e de 0,5 a 25 ng/ml para KYNA. Utilizando este método, encontramos diferenças significativas nas concentrações dessas substâncias nos compartimentos materno-fetais investigados. As amostras de placenta exibiram concentrações mais altas de KYN e mais baixas de KYNA do que o cordão umbilical e a membrana fetal, indicando um papel potencialmente importante para as quinureninas no final da gravidez. Coletivamente, essa descoberta pode facilitar pesquisas futuras e fornecer informações detalhadas sobre o envolvimento da via da quinurenina no metabolismo do TRP no desenvolvimento fetal.

O L-triptofano (TRP) é um aminoácido essencial metabolizado principalmente pela via da quinurenina (KP)1. Em condições normais, o TRP é convertido pela triptofano 2,3-dioxigenase hepática (TDO-2) e pela indolamina extra-hepática 2,3-dioxigenase (IDO)-1 e IDO-22,3. Estas enzimas catalisam a conversão de TRP em N-formil-quinurenina, que pode ser posteriormente metabolizada em L-quinurenina (KYN) e seus metabólitos a jusante, levando em última análise à formação de dinucleotídeo de nicotinamida adenina (NAD+)4.

O KP possibilita a formação de diversos metabólitos com funções diversas, incluindo modulação da imunidade5,6 e inflamação7,8. Além disso, esses metabólitos desempenham um papel crítico na fisiologia do estresse, uma vez que os estressores da vida diária podem afetar a produção de metabólitos de degradação do TRP9. Um desses metabólitos é o KYN, um agonista do receptor de aril hidrocarboneto (AhR)10. Este receptor é expresso de forma ubíqua em tecidos humanos e envolve muitas funções metabólicas. Contudo, sua ativação também desempenha papel essencial em processos patológicos, incluindo inflamação e carcinogênese11,12. KYN serve como precursor do ácido cinurênico (KYNA), um antagonista endógeno do N-metil-D-aspartato (NMDA) e dos receptores nicotínicos alfa7 de acetilcolina, que está envolvido na inflamação13 e é amplamente estudado por seu papel em vários distúrbios do sistema central. sistema nervoso (SNC)14,15,16. Estudos recentes demonstraram que KYNA é um agonista do receptor acoplado à proteína G 35 (GPR35)17 e AhR10. KYNA também serve como biomarcador que se correlaciona diretamente com eventos estressantes9,18. Por exemplo, modelos animais revelaram que o estresse aumenta a concentração de KYNA no organismo ao longo do tempo, resultando em uma resposta biológica generalizada ao estresse dependente de KYNA .

Além disso, o KP está envolvido em muitos processos fisiológicos, desempenhando um papel essencial na gravidez, regulando a tolerância vascular e imunológica da placenta e proporcionando neuroproteção1,2,20,21. Por exemplo, o papel funcional da IDO na manutenção da gravidez na placenta de mamíferos foi demonstrado in vivo, onde a inibição da IDO resultou na perda da gravidez em ratos . Além disso, o TDO, outra enzima chave na principal via de degradação do TRP, mantém a tolerância imunológica fetal e materna23.

Em relação à gravidez e ao tecido placentário, o KYN pode atravessar a placenta e a barreira hematoencefálica fetal. Uma única administração oral de KYN em camundongos prenhes aumentou os níveis de KYN no plasma fetal e no cérebro24. Em estudos com animais, a suplementação contínua de KYN em mães causou prejuízos de memória em descendentes adultos de animais administrados com KYN durante o período pré e pós-natal24,25. Foi demonstrado que KYNA desempenha um papel essencial no crescimento fetal, particularmente no desenvolvimento do SNC no útero, conforme demonstrado por Notarangelo e Schwarcz26. Como a placenta é um órgão vital no desenvolvimento fetal, servindo como fonte primária de nutrientes e oxigênio para o feto em desenvolvimento, há um interesse crescente na compreensão das funções periféricas da KYNA na fisiologia do tecido placentário. Apesar do seu papel crucial nos tecidos periféricos, a regulação da KYNA na placenta permanece pouco compreendida. TRP é um aminoácido necessário para a síntese de proteínas e um precursor metabolizado junto com a serotonina e os KPs. Curiosamente, foi demonstrado há alguns anos que o TRP é um agonista do receptor acoplado à proteína G (GPR) 13927 e GPR14228. Os dados sobre o papel destes receptores são agora extremamente escassos. Se a presença destes receptores nos tecidos associados à gravidez for confirmada, a medição dos níveis de TRP ganhará nova relevância. Portanto, este estudo tem como objetivo investigar os níveis de TRP, KYN e KYNA apresentando um método validado para sua quantificação em amostras de placenta humana, membranas fetais e cordão umbilical usando cromatografia líquida-espectrometria de massa em tandem (LC-MS/MS). Este método fornece uma ferramenta confiável e sensível para estudar TRP, KYN e KYNA em amostras de placenta. Poderia oferecer informações valiosas sobre a regulação do conteúdo destas moléculas na placenta e suas potenciais implicações para o desenvolvimento fetal.