Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/1843/36236
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dc.contributor.advisor1Ado Jorio de Vasconcelospt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0034894070455412pt_BR
dc.contributor.referee1Carlos Lenz Cesarpt_BR
dc.contributor.referee2Alline Cristina de Campospt_BR
dc.contributor.referee3Maria Elena de Lima Perez Garciapt_BR
dc.contributor.referee4Paulo Caramellipt_BR
dc.contributor.referee5Carlos Alberto Tagliatipt_BR
dc.creatorEmerson Alberto da Fonsecapt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/7503600220038459 pt_BR
dc.date.accessioned2021-06-02T00:55:20Z-
dc.date.available2021-06-02T00:55:20Z-
dc.date.issued2020-11-05-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/36236-
dc.description.abstractIn the last decades, there has been a significant increase in the life expectancy of the world population. This increase in years of life brought a greater incidence of diseases related to aging, among them, as age-dependent neurodegenerative diseases, with a significant increase in patients with dementia. Alzheimer's disease (AD) is the most common form of dementia. It is estimated that it represents 60 to 80% of dementia cases. In 2019, at least 50 million people were living with some form of dementia worldwide. This number is expected to increase to more than 152 million by 2050. With a survival rate of 6 to 8 years after clinical diagnosis, AD is already the fifth leading cause of death in the world among people over 65 years of age. The main histopathological alteration of the disease is the deposition of the amyloid β (Aβ) peptide followed by the tangled neurofibrillary, which is related to neuronal death, leading to the cognitive deficit characteristic of the disease. The Aβ peptide accumulates in extensive extracellular plaques (amyloid plaques) and the identification of these amyloid plaques is used to confirm the diagnosis, which occurs post mortem. As a disease originating in the Central Nervous System (CNS), the AD exhibis the biochemical and histopathological changes also in the retina, a tissue composed mainly of neurons, which are part of the CNS and connect directly to the brain through the optic nerve. Studies show that the deposition of βA in the retina leads to deposition in the brain, and in humans, it is believed that this event can happen 15 to 20 years before plaques accumulate in the patient's brain. In this sense, an intraocular diagnosis that detects amyloid plaques in the retina, using only a light source, would be able to prove an early diagnosis in a fast and safe way. For this reason, we propose the use of Raman spectroscopy (RS) as an alternative for the early diagnosis of AD. This technique uses a laser as probe to identify a particular molecule of interest, with high specificity, without the need for dye or contrast. For this purpose, we developed a work to characterize amyloid plaques aiming at an early diagnosis protocol via Intraocular Spectroscopy. This characterization using RS included the study of synthetic amyloid plaques previously characterized with microscopy (electronic and scanning probe), and of naturally appearing plaques in the brains of transgenic mice specific for AD. Our results show that the amyloid plaque has, not one, but a complex multifeatured spectrum that serves as a molecular marker for diagnostic purposes (phenylalanine, amide III, amide I, CH2 stretch, and CH3 stretch of protein and lipid). We also demonstrated that an RS is able to differentiate its disease evolution stage. We were able to identify a clear trend that differentiates animals between 6 and 12 months according to biochemical changes in brain tissue in bitransgenic mice. In addition, we demonstrate that RS is able to identify, not only amyloid plaques, but also the eurodegeneration associated with plaque. We developed such characterization based on spontaneous and also stimulated Raman spectroscopy, this second intense enough to provide a complete imaging of the retina in seconds or fractions of seconds, an important technical aspect for the implementation of the technique as a diagnostic method. We conclude, therefore, the characterization and identification of the amyloid plaque in a brain tissue. The next phase of this project will be to apply this knowledge acquired in the identification of amyloid plaques in retinas of animal models and humans.pt_BR
dc.description.resumoNas últimas décadas, houve um aumento significativo da expectativa de vida da população mundial. Esse incremento em anos de vida trouxe uma maior incidência de doenças relacionadas ao envelhecimento, dentre elas, as doenças neurodegenerativas idade-dependente, com um aumento significativo dos pacientes com demência. A Doença de Alzheimer (DA) é a forma mais comum de demência. Estima-se que represente de 60 á 80% dos casos de demência. No ano de 2019, pelo menos 50 milhões de pessoas viviam com algum tipo de demência em todo o mundo. Este número deverá aumentar para mais de 152 milhões até 2050. Com uma sobrevida de 6 à 8 anos após o diagnóstico clínico, a DA já ocupa o quinto lugar em maior número de mortes no mundo, entre pessoas acima dos 65 anos. A principal alteração histopatológica da doença é a deposição do peptídeo β-amiloide (βA), seguida dos emaranhados neurofibrilares, que se relacionam com a morte neuronal, levando ao défict cognitivo que caracteriza a doença. O βA se acumula em extensas placas (placas amiloides) extracelulares e a identificação dessas placas amiloides é usada para confirmação do diagnóstico, que se dá post mortem. Como é uma doença com origem no Sistema Nervoso Central (SNC), a DA apresenta alterações bioquímicas e histopatológicas na retina, um tecido composto principalmente por neurônios que, além de fazerem parte do SNC, conectam-se diretamente ao cérebro através do nervo óptico. Estudos mostram que a deposição de βA na retina antecede à deposição no cérebro, e em humanos, acredita-se que esse evento pode acontecer 15 a 20 anos antes das placas se acumularem no cérebro do paciente. Nesse sentido, um diagnóstico intraocular que detecte placas amiloides na retina, usando apenas uma fonte de luz, seria capaz de prover um diagnóstico precoce da DA de forma rápida e segura. Por isso, nós propomos o uso da espectroscopia Raman (ER) como uma alternativa para o diagnóstico precoce da DA. Essa técnica usa um laser como sonda para identificar uma determinada molécula de interesse, com alta especificidade, sem necessidade de corante ou contraste. Para tanto, desenvolvemos um trabalho de caracterização de placas amiloides, via espectroscopia Intraocular, para fins de diagnóstico precoce. Essa caracterização usando ER incluiu estudo de placas amiloides produzidas sinteticamente e previamente caracterizada com microscopia (eletrônica e de varredura), e naturalmente em cérebros de camundongos transgênicos específicos para a DA. Nossos resultados mostram que a placa amiloide tem, não um, mas um complexo de multi-frequências no espectro Raman que servem como marcadores molecular para fins de diagnóstico (fenilalanina, amida III, amida I, estiramento de CH2 e estiramento de CH 3 de proteína e lipídio). Também demonstramos que a ER é capaz de diferenciar a doença conforme seu estágio. Neste sentido, fomos capazes de identificar uma clara tendência que diferencia animais de 6 e 12 meses segundo as alterações bioquímicas do tecido cerebral nos camundongos bitransgênicos. Além disso, demonstramos que a ER é capaz de identificar, não só placas amiloides, mas também a neurodegeneração e neuroinflamação associadas à placa. Desenvolvemos caracterização baseadas em espectroscopia Raman espontânea e também estimulada, esta segunda intensa o suficiente para propiciar um imageamento completo da retina em segundos ou frações de segundos, um aspecto técnico importante para a implementação da técnica como método diagnóstico. Concluímos, portanto, a caracterização e identificação de placa amiloide em tecido cerebral. A próximo fase desse projeto será aplicar esse conhecimento adquirido na identificação de placas amiloides em retinas de animais transgênicos e humanos.pt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Geraispt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.description.sponsorshipFINEP - Financiadora de Estudos e Projetos, Financiadora de Estudos e Projetospt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Inovação Tecnológica e Biofarmacêuticapt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectEspectroscopia Ramanpt_BR
dc.subjectAlzheimerpt_BR
dc.subjectDiagnósticopt_BR
dc.subjectRetinapt_BR
dc.subjectAlzheimer's disease (AD)pt_BR
dc.subjectRaman spectroscopy (RS)pt_BR
dc.subject.otherInovações tecnológicaspt_BR
dc.subject.otherAlzheimer, Doença dept_BR
dc.subject.otherRaman, Espectroscopia dept_BR
dc.subject.otherRetina - Doençaspt_BR
dc.subject.otherNeurôniospt_BR
dc.subject.otherDemênciapt_BR
dc.subject.otherCérebro - Doenças - Diagnósticopt_BR
dc.subject.otherMicroscopia eletrônica de varredurapt_BR
dc.titleIdentificação e caracterização de proteína β-amiloide em camundongos bitransgênicos para Alzheimer através de espectroscopia Raman: primeiro passo para o estabelecimento de uma plataforma de espectroscopia intraocular para fins de diagnóstico precocept_BR
dc.typeTesept_BR
dc.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0002-7971-1686pt_BR
Appears in Collections:Teses de Doutorado

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