Efeito de um inibidor dual da enzima fosfatidilinositol-3-quinase (PI3K) e do alvo da rapamicina em mamíferos (mTOR) nas alterações patológicas induzidas por peptídeo β-amilóide 1-42 in vivo e in vitro
Carregando...
Data
Autor(es)
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Fabiola Mara Ribeiro
Antônio Carlos Pinheiro de Oliveira
Antônio Carlos Pinheiro de Oliveira
Resumo
Introdução: A Doença de Alzheimer (DA) é uma doença neurodegenerativa, sendo
a principal forma de demência. O principal sintoma é déficit cognitivo, especialmente
a perda de memória e dificuldade de aprendizado, e os fármacos utilizados
atualmente no tratamento não retardam a progressão da doença. Na DA, observa-se
morte neuronal, neuroinflamação e alteração da produção de fatores neurotróficos. A
via PI3K/ Akt/ mTOR é importante para a regulação do metabolismo, crescimento e
sobrevivência celular, e estudos indicam que uma hiperativação da via pode ser
observada na DA. Dessa forma, este estudo investiga os efeitos do tratamento com
um inibidor dual de PI3K e mTOR, o NVP-BEZ235 em modelo murino de DA e em
cultura de neurônios hipocampais estimulados com peptídeo -amiloide.
Metodologia: Os experimentos in vivo foram realizados em camundongos C57Bl/6
machos, que foram submetidos a uma cirurgia estereotáxica para injeção intra
hipocampal de 400 pmol de β-amilóide 1-42 em um volume de 0,5 L ou PBS. Os
animais foram tratados por 8 dias com NVP-BEZ235 25 mg/Kg, rivastigmina 0,3
mg/Kg ou seus respectivos veículos, e submetidos à tarefa de reconhecimento de
objetos. Posteriormente, foi realizada perfusão intracardíaca para obtenção dos
cortes cerebrais de hipocampo, ou a retirada do hipocampo a fresco. Os cortes de
hipocampo foram marcados pela técnica de NISSL, para verificar a viabilidade
celular, ou de Fluoro-Jade C, para avaliar a morte neuronal. Os hipocampos
retirados a fresco foram processados para determinação dos fatores neurotróficos,
BDNF e NGF, bem como dos mediadores inflamatórios, IL-1β IL-2, IL-4, IL-6, IL-10,
TNF-α, IFN-γ e IL-17A. Para os experimentos in vitro, foi preparada a cultura de
neurônios hipocampais de camundongos C57Bl/6 recém-nascidos. Foi adicionado opeptídeo β-amilóide ou seu veículo, realizado o tratamento com memantina ou NVP
BEZ235 20 ou 100 µM, e o ensaio de morte celular. As análises estatísticas foram
realizadas utilizando o programa GraphPad Prism 5 e expressos em média ± EPM
(P<0,05). Resultados: Os camundongos que receberam β-amilóide apresentaram
comprometimento da memória, revertido significativamente pelo NVP-BEZ235.
Houve uma tendência ao aumento de morte neuronal em CA1, giro denteado e CA3
do hipocampo dos animais tratados com β-amilóide, efeito revertido pelo inibidor de
PI3K e mTOR. Nas culturas, o peptídeo também provocou morte neuronal, que foi
prevenida significativamente por memantina e NVP-BEZ235. Não houve alterações
na expressão de BDNF, NGF, IL-1β, IL-2, IL-4, IFN-γ e IL-17A, tanto no hipocampo
ipsilateral quando no contralateral. Entretanto, no hipocampo ipsilateral dos animais
tratados com NVP-BEZ235, há um aumento de IL-6 (p=0,079) e TNF-α (p=0,056),
bem como um aumento significativo na expressão de IL-10. Conclusões: A β
amilóide induz alterações cognitivas e um aumento de morte neuronal in vitro, que
podem ser revertidos ou prevenidos pelo tratamento com NVP-BEZ235. Além disso,
in vivo, o fármaco parece melhorar a sobrevivência neuronal, e altera a expressão de
citocinas pró- e anti-inflamatórias. Desta forma, o mecanismo pelo qual o NVP
BEZ235 melhora o aspecto cognitivo dos animais pode estar relacionado à redução
da morte neuronal, além da alteração na produção de citocinas que estão envolvidas
em memória.
Abstract
Introduction: Alzheimer’s Disease (AD) is a neurodegenerative disease, which is the
main cause of dementia. Its main symptom is the cognitive deficit, specially memory
loss and learning disability, and the current therapy do not stop disease progression.
There is neuronal death, neuroinflammation and changes in neurotrophins production
in AD. The PI3K/ Akt/ mTOR pathway is involved in cellular metabolism, growth and
survival, and it seems to be overactivated in AD. Therefore, the aim of the present
study is to investigate the effects of the treatment with a dual PI3K and mTOR
inhibitor, NVP-BEZ235, in a murine model of AD and hippocampal neuronal cultures
stimulated with amyloid-β. . Methods: Male C57Bl/6 mice were submitted to perform
stereotactic surgery to intra-hippocampal injection of 400 pmol of amyloid-β 1-42 in a
volume of 0.5 l or PBS. Animals were treated 8 days with NVP-BEZ235 25 mg/Kg,
rivastigmine 0,3 mg/Kg or their vehicles, and then submitted to object recognition
task. Following that, animals were submitted to intracardiac perfusion in order to
obtain hippocampal cerebral slices, or their cerebral tissues were removed. The
slices were stained with NISSL, to access cellular viability, or Fluoro-Jade C to
access neuronal death. The hippocampus were processed in order to measure
neurotrophic factors BDNF and NGF levels, as well as inflammatory mediators IL-1β
IL-2, IL-4, IL-6, IL-10, TNF-α, IFN-γ and IL-17A levels. In in vitro experiments,
hippocampal neuronal cultures were prepared from newborn C57Bl/6 mice. Amyloid
β or its vehicle were added to the cultures and the treatment was done with
memantine or NVP-BEZ235 20 or 100 µM, to access the neuronal death assay.
Statistical analysis were performed using GraphPad Prism 5 and expressed as mean
± SEM (P<0,05). Results: Mice that received amyloid-β revealed memory loss,significantly reversed with NVP-BEZ235. There was a tendency of neuronal death
increase in CA1, dentate gyrus and CA3 of hippocampus in animals receiving
amyloid-β, which was reversed with the PI3K and mTOR inhibitor. In cultures, there
was a neuronal death following treatment with amyloid-β, which was also significantly
prevented with memantine and NVP-BEZ235. No difference was observed in the
levels of BDNF, NGF, IL-1β, IL-2, IL-4, IFN-γ and IL-17A in both ipsilateral and
contralateral hippocampus. However, there was an increase in IL-6 (p=0,079) and
TNF-α (p=0,056) levels in ipsilateral hippocampus of mice treated with NVP-BEZ235,
as well a significant increase in IL-10. Conclusions: Amyloid-β induces cognitive
changes and neuronal death in vitro, which can be reversed or prevented by NVP
BEZ235 treatment. Furthermore, the drug seems to improve neuronal survival and
change pro- and anti-inflammatory cytokines levels. Thus, the mechanism by which
the drug improves cognitive parameters might be related to neuronal death decrease
and changes in the production of cytokines involved in memory.
Assunto
Doença de Alzheimer, Proteína beta-amilóide, Fosfatidilinositol-3-quinase, Proteína quinase B, Alvo da rapamicina em mamíferos, Fisiologia
Palavras-chave
Doença de Alzheimer, PI3K/ Akt/ mTOR, NVP-BEZ235, β-amiloide
Citação
Departamento
Endereço externo
Avaliação
Revisão
Suplementado Por
Referenciado Por
Licença Creative Commons
Exceto quando indicado de outra forma, a licença deste item é descrita como Acesso Aberto
