[1] Adenosina é um nucleosídeo produzido intracelularmente que atua como mediador de sinalização extracelular em situações de estresse celular e hipóxia. [2] Adenosina exerce efeitos protetores em diversas doenças humanas, incluindo epilepsia, isquemia, dor e inflamação, principalmente através da ativação dos receptores A1, A2A e A3. [3] Adenosina tem um papel complexo na regulação do sistema imune e inflamação, pod

1. Adenosine as a Multi-Signalling
Guardian Angel in Human Diseases:
When, Where and how Does it Exert
its Protective Effects?
Trends in Pharmacological Sciences, June 2016, Vol 37, nº 6
Seminários em Farmacologia Bioquímica e Molecular
Carla Gardani
Silvana Russo
Valentina Cará

2. ADENOSINA
• É um nucleosídeo, formado pela
união de uma adenina e uma ribose.
• É uma purina endógena.
• Meia vida = 1,5 segundos.
• Sob a forma de AMPc (baixa energia),
colabora em vias de sinalização
intracelular.
• Na forma de ATP, atua na
transferência de energia, enquanto
que na forma de ADP, atua no
armazenamento desta energia.

3. ADENOSINA
• A produção de Adenosina é diretamente
relacionada ao metabolismo celular!
• Em condições normais, sua concentração
extracelular é extremamente baixa!
• Em situações de aumento de demanda
celular ou hipóxia aumento da
Adenosina!

4. Formação do ATP
• Adenina + Ribose = Adenosina
• Adenosina + Ác Fosfórico = AMP
• AMP + Ác Fosfórico = ADP
• ADP + Ác Fosfórico + ATP

5. Origem da ADENOSINA
• A adenosina pode ser produzida intracelularmente
hidrolise do ATP ou da S-Adenosil-homocisteína
(SAH), pela 5’nucleotidase ou pela SAH hidrolase,
respectivamente.
• A adenosina também pode ser produzida
extracelularmente, quando o ATP sofre
desfosforilização pela ação dos ectonucleotídeos
CD39 e CD73.

6. Adenosina e Receptores
• Os receptores A1 e A3 inibem a
atividade de adenilil ciclase (AC) e
ativam a fosfolipase C (PLC);
consequentemente cai o nível de
AMPc intracelular.
• O A2A e A2B estimulam a AC,
com consequente aumento dos
níveis AMPc; enquanto o A2B
também ativa PLC, aumentando
os níveis de cálcio.
• Ativivação da PKA
(proteinoquinase A) e da PKC
(proteinoquinase C) podem
modular a transcrição de genes
envolvidos no equilíbrio celular.

7. Adenosina e Epilepsia

8.  ATP  Adenosina
 atividades
celulares que
consomem energia
Modulador de atividade metabólica: metabólito retaliador

9. Adenosina é um inibidor de atividade cerebral

10. • Epilepsia: um processo de excitação neuronal
que envolve uma perturbação dos mecanismos
auto-regulatórios

11. Crise
epiléptica
 energia  Adenosina
Cessação
da crise e
estado
pós-ictal

12. Modelo animal: ratos com aumento de
adenosina-quinase apresentaram mais
crises, e ratos com diminuição dessa enzima
apresentaram menos crises
Modelo humano: adenosina-kinase aumentada
em zonas epileptogências do cérebro
(Possível alvo terapêutico)
Epilepsia é multifatorial, assim como a participação da
adenosina
Receptores A1: ação pré-sináptica, inibindo a liberação de
neurotransmissores excitatórios e hiperpolarizando a membrana
pós-sináptica

13. Dieta Low
carb/High
fat
Cetose

Adenosina
Homeostase
na utilização
de energia por
tecidos
cerebrais

14. Cetose crônica
 mitocôndrias
principalmente no
hipocampo
Reserva de energia
que protege contra
a excitabilidade
durante as crises

16. ADENOSINA E ISQUEMIA

17. • Pré-condicionamento
isquêmico (PCI)
• Mecanismo envolve NMDA (receptores de
glutamato), citocinas, óxido nítrico, stress
oxidativo, inibição das células imunes
 Mediado por adenosina

18. • Injúria Isquemia-Reperfusão (IIR)

20. Adenosina: Mediador endógeno de
neuroproteção na resposta à
isquemia

21. Dificultam a entrada de Cálcio, levando à inibição pré-sináptica
e redução da liberação de neurotransmissores excitatórios.
Aumentam a condutância de K+ e Cl-, reduzindo a excitabilidade
neuronal  efeito pré-condicionamento isquêmico
Reduzem o metabolismo celular e o consumo de energia
Reduzem a excitotoxicidade glutamatérgica causada pela
superestimulação dos receptores NMDA
Regulam canais de K+ dependentes de ATP através de proteína-
quinase C  evita a destruição da mitocôndria
Receptores A1

22. Inibição da agregação plaquetária
Mediador da vasodilatação
Reduz infiltração de leucócitos
Atenuação da neuroinflamação  neurogênese e proteção contra isquemia pelo
aumento de fatores neurotrópicos, como NGF (nerve growth factor) e BDNF
(brain-derived neurotrophic factor)
Em hepatócitos, aumento da produção de ATP, modulando a as
alterações metabólicas produzidas pela IIR
Receptores A2a: efeitos benéficos a longo prazo

23. A2B Atua no PCI através dos efeitos nas células endoteliais e miócitos
cardíacos, e previne IIR ao atuar nas células inflamatórias.
Estabiliza PER2, ativando HIF1 (hypoxia-inducible factor), adaptando os
miócitos à isquemia ao promover a utilização de carboidratos de maneira mais
eficiente (poupando O2)
Redução da infiltração de neutrófilos
Promoção da angiogênese
Inibição da migração da microglia e de monócitos nas áreas
isquêmicas
Mastócitos cardíacos: previnem liberação de renina, evitando
arritmias de IIR.
Receptores A2B e A3

25. Pré-condicionamento isquêmico no
coração: A1, A2B, A3.

26. A3: efeito cardioprotetor ao inibir IIR
mediada por neutrófilos e evitar a apoptose
dos miócitos.
A1, A2a, A2b, A3: ação em vários órgãos,
diminuindo acumulação de neutrófilos,
linfócitos NK, produção de TNF-a, oclusão
microvascular e agregação plaquetária que
exacerbam o dano tecidual pós reperfusão.

27. Adenosina, seus agonistas e moduladores
como medidas terapêuticas para proteger o
miocárdio e acelerar a recuperação após
isquemia.
Possível utilização: prevenção da IR em
órgãos transplantados

28. Adenosina e Dor

29. Adenosina e Dor
• Adenosina elevada agudamente é benéfica-
vasodilatação;
-Ativação de AR1 inibe comportamento de dor;
-Ativação de AR2A aumenta comportamento de
dor;
• Adenosina elevada cronicamente é maléfica-
inflamação crônica, fibrose, lesão de órgãos;

30. Adenosina e Dor

31. Adenosina e Dor
• Adenosine has been recognised as a potent
antinociceptive agent in several different
preclinical models of chronic pain and,
therefore, is undergoing clinical trials for
chronic regional pain syndrome, as well as
perioperative and neuropathic pain. Indeed,
in the spinal cord and periphery, adenosine
has been shown to reduce neuronal activity
and, therefore, pain, through its activation of
the A1 receptor.

32. Papel dos Receptores na Dor

33. Distribuição dos Receptores

34. Distribuição dos Receptores
• A major limitation to the systemic use of drugs acting
on adenosine receptors is represented by their wide
distribution, especially in the CNS and in the
cardiovascular system, which could account for
significant and harmful side effects. Specifically,
activation of the A1 adenosine receptors in the CNS
could lead to inhibition of locomotor activity and
catalepsy, whereas in the heart severe bradycardia and
atrioventricular block may occur. Acting on the A2A
subtype with selective agonists may lead to a
significant drop in blood pressure, accompanied by
tachycardia .

38. Aumento da Expressão de A1 na Dor
• Exposure to proalgogenic ATP induced a
significant increase in A1 receptor subtype
expression in microglia, whose activation in turn
led to inhibition of microglial phenotypic changes
and to the reduction of the ability of microglia to
promote neuronal firing. Thus, it can be
envisaged that microglial A1 receptors are
upregulated and engaged to counteract the
algogenic actions induced by massive ATP release
at injury or inflammation sites.

39. A1 e Acupuntura
• Interestingly, recent studies demonstrated a
role for A1 receptors in the mediation of the
antinociceptive effect of acupuncture, whose
analgesic effect has been replicated by direct
injection of an A1 receptor agonist

40. A2a e A2b
• Adenosine may also provide beneficial effects
against inflammatory pain by acting through
A2A and A2B receptors located in
inflammatory immune cells.

41. A3 e dor neuropática
• the latest evidence suggests that A3 receptor
activation will be useful in the treatment of
chronic neuropathic pain. Indeed, A3 receptor
activation has been shown to inhibit
neuropathic pain, induced mechanically or by
chemotherapy, by enhancing the effects of
available analgesics.

42. Adenosina e Inflamação

43. Adenosina e Inflamação
• By activating the A2A, A2B, and A3 receptor
subtypes, adenosine has a crucial role in the
regulation of tissue homeostasis, affecting the
immune system. It typically inhibits endothelial cell
adhesion and superoxide anion production by
neutrophils, and reduces proinflammatory cytokine
release from macrophages, dendritic cells, and
lymphocytes.

44. Adenosina e Inflamação

45. The immune system requires the sensing of specific
signals called “danger signals”
In the context of purinergic signaling, it has been
proposed that the regulation of the immune system
requires at least two ‘danger’ signals, the first (ATP)
indicating the presence of danger from pathogens
or other injurious events and leading to the
activation of immune cells and defensive effector
function and the second (adenosine) indicating the
danger from overactive immune cells and triggering
the downregulation of the proinflammatory
activities of the immune system.

46. ATP e Adenosina
• Although changes in ATP should be the initial sensor of metabolic
imbalance, ATP is hardly ever used as a control parameter. This is because
the intracellular ATP concentration is so tightly controlled, that it is only
allowed to change upon profound metabolic imbalance;
• Long before marked changes in ATP concentrations occur, cells need to
generate signals indicating a cellular stressful condition. Cells take
advantage of the near equilibrium of adenylate kinase reaction to convert
minor changes in ATP concentration into several fold changes in AMP
concentration;
• But it is also advantageous to rapidly signal stressful situation to
neighgbouring cells, and AMP is not well suited for this purpose, since it
cannot cross cell membranes. The existence of a substrate cycle between
AMP and adenosine, with the opposite activities of 5'-nucleotidase and
adenosine kinase, introduces a further amplification checkpoint to
regulate the formation of intracellular adenosine upon changes in the
concentration of intracellular AMP.

47. Bactérias aumentam AMPc
• Increased cAMP levels appear to generally weaken monocyte
inflammatory functions. Interestingly, bacteria and fungi have taken
advantage of this effect in the course of evolution. Pathogen
capture and programed destruction are among the most important
activities of innate immune cells to prevent tissue invasion and
pathogen dissemination. Certain micobacteria and fungi have
evolved to hijack the host cAMP axis by introducing microbial
adenylyl and guanylyl cyclases and by intoxicating the host cell with
preformed cAMP or adenylate cyclase toxins. Bordetella pertussis,
for example, suppresses neutrophil extracellular trap (NET)
formation by overwhelming leukocytes with supraphysiologic
intracellular cAMP levels. Likewise, bacterial-derived or -induced
cAMP facilitates intracellular bacterial survival by multiple actions,
including CREB-dependent anti-apoptotic signaling and repression
of intracellular bacterial killing in invaded monocytes and
macrophages.

48. Adenosina e Inflamação

49. Doenças Autoimunes

50. Doenças autoimunes
• Artrite reumatóide
• Osteoartrite
• Doença de Chron
• Psoríase
• Receptores A2A e A3 up-regulados

51. Reabsorção Óssea Inflamatória
• Ativação de A2A inibe diferenciação de
osteoclastos
• Formação de Osteoblasto – regulada por A2b
• A2a promove proliferação de medula óssea

52. Cicatrização de Feridas
A2A receptor subtype promotes several early events in these
processes, including vasodilatation, angiogenesis, matrix
production, and inflammation;
A2B receptor is behind the increase in the production of
proangiogenic factors, such as IL-6, IL-8 and VEGF, by cardiac
stromal cells, revealing its role in the stimulation of angiogenesis
in an injured heart.

53. Lesão Pulmonar
Several A2A agonists have been developed for
treating the asthmatic response.

55. Adenosina e Inflamação
Doenças Oculares
• Receptores A3 estão envolvidos em diversas patologias
oculares, como olho seco, glaucoma e uveítes.
• Estudos em fase II demonstram que o uso de CF-
101/agonista do receptor A3 pode beneficiar
pacientes portadores de Síndrome do Olho Seco, assim
como em alguns casos de uveítes posteriores.

57. A Adenosina tem um papel protetor nas neoplasias, mas sua ação
também interfere no sistema imune.
Ocorre um aumento nas concentrações de CD39 e CD73, com aumento
nos níveis de Adenosina , que através dos receptores A2A e A2B criam
um microambiente tumoral “imunotolerante”.
Este evento representa uma consequência natural, que visa evitar uma
resposta inflamatória excessiva, com maior destruição celular.
Potenciais “terapias alvo”
Antagonistas dos Receptores A2A e A2B
Existem estudos que sugerem efeitos prometastáticos durante a ativação dos
receptores A2B.

58. A expressão do Receptor A3 está em:
Melanoma, Linfoma, Leucemia,
Glioblastomas, Mesoteliomas e Tumores
de Próstata.
A expressão do Receptor A3 está em:
Hepatocarcinomas, Mama e Colon.

59. A Ativação do
Receptor A3
Acarreta a inibição da
proliferação celular tumoral,
com aumento da apoptose e
redução do desenvolvimento
tumoral e das metástases

60. Alguns estudos já sugerem que upregulation do Receptor A3 induz
regressão tumoral.
Em resumo a via molecular que ativa os Receptores A3, inibem a ação
da PKA (proteinoquinase A) e PKB (proteinoquinase B).
Acarretando um glicogeniosintetasequinase 3 beta (GSK-3beta)
Com supressão da Ciclina D1 e da expressão c-myc
Provocando Apoptose/ Morte Celular

62. Efeito Protetor +
Se desequilíbrio
celular : Níveis
Aumentados !
No futuro, drogas pro A2A
serão usadas para
inflamação (?)
No futuro, drogas
direcionadas aos
receptores A1, A2A e
A3 serão usadas para
controle da dor,
inflamação e Ca (?)
Adenosina