Activity of enzymes destroying extracellular nucleotides in the tissues of rats with the valproate model of autism

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

BACKGROUND: Ectonucleotidases hydrolyze extracellular nucleotides and thus can control the effect of these substances on purinergic P1 and P2 receptors.

AIM: To evaluate the activity of ectonucleotidases in the smooth muscle tissues of internal organs of 9-month-old rats with the valproate model of autism using high-performance liquid chromatography.

MATERIAL AND METHODS: Autism was modeled in outbred Wistar rats by administering valproic acid (500 mg/kg) subcutaneously to pregnant females on days 12–13 of pregnancy. The born offspring were used in the study when the rats reached 270±8 days. Animals were guillotined under light ether anesthesia, the bladder, uterus, vas deferens, and duodenum were isolated, and smooth muscle tissue samples were prepared. Total ectonucleotidase activity was determined by incubating tissue samples with adenosine triphosphate (reaction substrate) for 10 minutes with further assessment of the content of the substrate and reaction products (adenosine diphosphate, adenosine monophosphate) in the incubate using high-performance liquid chromatography. Mathematical and statistical processing of the results was carried out using Microsoft Excel and IBM SPSS Statistics 26.0 software. Group comparisons were made using the nonparametric Mann–Whitney U test. Differences were considered significant at p <0.05.

RESULTS: In rats with the valproate model of autism, the activity of ectonucleotidases in the smooth muscle tissues of the vas deferens (609.5±153.9) and uterus (232.7±2) was significantly lower than control values (2114.6±524.3, p=0.040; 539.6±63.5, p=0.010, respectively). In the duodenum (1808.4±184.5) and bladder (1021.3±280.7) we did not find a significant difference compared to the control values (2115.0±393.3, p=0.712; 2302.3±615.8, p=0.274, respectively). This study allows us to evaluate the possible contribution of purinergic transmission to the changes we found earlier in the contractile activity of smooth muscle tissue in rats with the valproate model of autism.

CONCLUSION: In 9-month-old rats with a model of autism, the activity of ectonucleotidases in the smooth muscle tissues of the reproductive organs is reduced; no such changes were found in the tissues of the intestines and bladder.

About the authors

Daria V. Ivanova

Kazan State Medical University

Author for correspondence.
Email: ivanovadv96@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0002-0158-5971

Assist., Depart. of Pharmacology

Russian Federation, Kazan, Russia

Rinat A. Khabirov

Kazan (Volga Region) Federal University

Email: rinat.habirov.99@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0008-9564-8171

M.D., Resident, Depart. of Internal Medicine

Russian Federation, Kazan, Russia

Ayrat U. Ziganshin

Kazan State Medical University

Email: ayrat.ziganshin@kazangmu.ru
ORCID iD: 0000-0002-9087-7927

M.D., D. Sci. (Med.), Prof., Head of Depart., Dept. of Pharmacology

Russian Federation, Kazan, Russia

References

  1. Zimmermann H. Ectonucleoside triphosphate diphosphohydrolases and ecto-5'-nucleotidase in purinergic signaling: How the field developed and where we are now. Purinergic Signal. 2021;17(1):117–125. doi: 10.1007/s11302-020-09755-6.
  2. Robson SC, Sévigny J, Zimmermann H. The E-NTPDase family of ectonucleotidases: Structure function relationships and pathophysiological significance. Purinergic Signal. 2006;2(2):409–430. doi: 10.1007/s11302-006-9003-5.
  3. Baqi Y. Ecto-nucleotidase inhibitors: Recent developments in drug discovery. Mini Rev Med Chem. 2015;15(1):21–33. doi: 10.2174/1389557515666150219115141.
  4. Turner RJ, Guy TV, Geraghty NJ, Splitt A, Watson D, Brungs D, Carolan MG, Miller AA, de Leon JF, Aghmesheh M, Sluyter R. Low pretreatment CD4+CD8+ T cell ratios and CD39+CD73+CD19+ B cell proportions are associated with improved relapse-free survival in head and neck squamous cell carcinoma. Int J Mol Sci. 2023;24(16):12538. doi: 10.3390/ijms241612538.
  5. Roberts V, Stagg J, Dwyer KM. The role of ectonucleotidases CD39 and CD73 and adenosine signaling in solid organ transplantation. Front Immunol. 2014;5:64. doi: 10.3389/fimmu.2014.00064.
  6. Zlomuzica A, Burghoff S, Schrader J, Dere E. Superior working memory and behavioural habituation but diminished psychomotor coordination in mice lacking the ecto-5′-nucleotidase (CD73) gene. Purinergic Signal. 2013;9(2):175–182. doi: 10.1007/s11302-012-9344-1.
  7. Aliagas E, Villar-Menéndez I, Sévigny J, Roca M, Romeu M, Ferrer I, Martín-Satué M, Barrachina M. Reduced striatal ecto-nucleotidase activity in schizophrenia patients supports the “adenosine hypothesis”. Purinergic Signal. 2013;9(4):599–608. doi: 10.1007/s11302-013-9370-7.
  8. Zimmermann FF, Gaspary KV, Siebel AM, Leite CE, Kist LW, Bogo MR, Bonan CD. Analysis of extracellular nucleotide metabolism in adult zebrafish after embryological exposure to valproic acid. Mol Neurobiol. 2016;54(5):3542–3553. doi: 10.1007/s12035-016-9917-z.
  9. Zhang Y, Xiang Z, Jia Y, Xue-Ling H, Wang L, Cui W. The Notch signaling pathway inhibitor Dapt alleviates autism-like behavior, autophagy and dendritic spine density abnormalities in a valproic acid-induced animal model of autism. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 2019;94:109644. doi: 10.1016/j.pnpbp.2019.109644.
  10. Semina II, Valeeva EV, Nikitin DO, Baichurina AZ, Nikitina AV, Shilovskaya EV, Kravtsova OA. Sex differences in rats in the valproate autism model: disorders in social behavior and changes in Drd1 gene expression in different brain structures. Zhurnal vysshey nervnoy deyatelnosti im IP Pavlova. 2022;72(6):862–879. (In Russ.) doi: 10.31857/S0044467722060089.
  11. Ivanova DV, Ziganshin AU. Evaluation of disorders of contractile activity of smooth muscle tissues in 9-month-old rats with a model of autism. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2022;174(9):306–310. (In Russ.) doi: 10.47056/0365-9615-2022-174-9-306-310.
  12. Ivanova DV, Ziganshin AU. Comparative assessment of disorders contractions of the isolated uterus in 3- and 9-month-old rats with a model of autism. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2023;175(3):321–325. (In Russ.) doi: 10.47056/0365-9615-2023-175-3-321-325.
  13. Ziganshin AU, Ivanova DV. Carbachol-induced contractions of isolated intestine are increased in rats with experimental autism induced by valproic acid. Eksperimentalnaya i klinicheskaya farmakologiya. 2021;84(2):99–103. (In Russ.) doi: 10.30906/0869-2092-2021-84-2-99-103.
  14. Hirsch MM, Deckmann I, Santos-Terra J, Staevie GZ, Fontes-Dutra M, Carello-Collar G, Körbes-Rockenbach M, Brum Schwingel G, Bauer-Negrini G, Rabelo B, Gonçalves MCB, Corrêa-Velloso J, Naaldijk Y, Castillo ARG, Schneider T, Bambini-Junior V, Ulrich H, Gottfried C. Effects of single-dose antipurinergic therapy on behavioral and molecular alterations in the valproic acid-induced animal model of autism. Neuropharmacology. 2020;(167):107930. doi: 10.1016/j.neuropharm.2019.107930.
  15. Ibi D, Fujiki Y, Koide N, Nakasai G, Takaba R, Hiramatsu M. Paternal valproic acid exposure in mice triggers behavioral alterations in offspring. Neurotoxicol Teratol. 2019;(76):106837. doi: 10.1016/j.ntt.2019.106837.
  16. Mirza R, Bhupesh S. A selective peroxisome proliferator-activated receptor-γ agonist benefited propionic acid induced autism-like behavioral phenotypes in rats by attenuation of neuroinflammation and oxidative stress. Chem Biol Interact. 2019;(311):108758. doi: 10.1016/j.cbi.2019.108758.
  17. Zheng W, Hu Y, Chen D, Li Y, Wang S. Improvement of a mouse model of valproic acid-induced autism. Nan Fang Yi Ke Da Xue Xue Bao. 2019;(39):718–723. doi: 10.12122/j.issn.1673-4254.2019.06.14.
  18. Malyshev AV, Abbasova KR, Averina OA, Solovieva LN, Gedzun VR, Gulyaev MV, Dubynin VA. Fetal valproate syndrome as an experimental model of autism. Moscow University Biological Sciences Bulletin. 2015;16(3):8–12. (In Russ.) doi: 10.3103/S0096392515030074.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Duodenal ectonucleotidase activity of rats in a valproate model of autism at 9 months of age. Data are presented as M ± m. Control (n = 12); experiment (n = 11); p = 0.712

Download (11KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Ectonucleotidase activity in the urogenital system of 9-month-old rats in a valproate model of autism. Data are presented as M ± m. A. Seminal duct: control (n = 15), experiment (n = 10), *p = 0.040. B. Bladder: control (n = 19), experiment (n = 12), p = 0.274. C. Uterus: control (n = 6), experience (n = 19), *p = 0.010 compared to the control group

Download (36KB)
Indexing metadata

© 2024 Eco-Vector

Creative Commons License

This work is licensed
under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.




Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».