Inyecciones intracerebrales de beta amiloide: un posible modelo de la enfermedad de Alzheimer

La enfermedad del Alzheimer (EA) específico, como la causa más común de demencia en la población adulta, uno de los problemas médicos más importantes de la actualidad. Aún no existen tratamientos eficaces para esta patología, debido en parte a que su origen desconocido. La hipótesis más aceptada por la mayoría de los estudiosos de la EA, propone que el bamiloide (bA) cumpliría un rol protagónico en la génesis de la patología. El bA específico un péptido de entre 40 y 43 aminoácidos que se origina normalmente durante el procesamiento metabólico de la proteína precursora de bAmiloide (APP) y por tanto puede encontrarse en los fluidos corporales. En la EA el bA se agrega y deposita dando lugar a las placas seniles, heterogéneos depósitos extracelulares que caracterizan la lesión de la EA. Numerosos estudios han demostrado que el bA es neurotóxico y que su toxicidad depende de la formación de agregados fibrilares similares a los que componen las placas seniles. Si bien la toxicidad de bA ha sido intensamente caracterizada in vitro, los estudios in vivo realizados hasta el presente han arrojado resultados contradictorios e incompletos, siendo aún necesario un mejor y más completo análisis del efecto del bA in vivo para poder inferir conclusiones más firmes respecto de su potencial rol en la patología. El objetivo del presente trabajo es analizar el efecto de la depositación del bA in vivo. Se utilizará la técnica de microinyecciones intracerebrales para determinar: 1. El efecto de las diferentes dosis de bA en relación al grado de deposición, permanencia en el tejido y toxicidad. 2. El efecto del tiempo de sobrevida del animal luego de la aplicación del bA, respecto de la evolución del depósito de ßA y la del tejido circundante. 3. El efecto de la agregación del bA respecto de su capacidad para formar agregados estables en el tejido. Con esta serie de experimentos se espera conseguir información relevante sobre la potencial participación del bA en la patogénesis de la EA.

El papel del cobre en la agregación y citoxicidad del péptido beta amiloide.

Tesis (Maestría con Especialidad en Biología Molecular e Ingeniería Genética) UANL, 2012.

Estudio del efecto del péptido beta amiloide (A?) sobre la infección causada por el virus del herpes simplex tipo 1.

Tesis (Maestría en Ciencias con Orientación Terminal en Biología Molecular e Ingeniería Genética) UANL, 2012.

Identificación de regiones clave en el proceso de agregación y citotoxicidad del péptido ?-amiloide.

Tesis (Maestro en Ciencias con orientación en Biología Molecular e Ingeniería Genética) UANL, 2014.

Efecto del dimetil sulfóxido sobre la histoquímica y ultraestructura de los depósitos de amiloide en pacientes con amiloidosis cutánea

Tesis (Doctorado en Medicina) UANL

Ação da proteína amiloide sérica A em melanomas

Concentrações séricas basais da proteína amiloide sérica A (SAA) estão significativamente aumentadas em pacientes com câncer e alguns autores sugerem uma relação causal. Trabalho anterior do grupo mostrou que a SAA induz a proliferação de duas linhagens de glioblastoma humano e afeta os processos de invasividade in vitro, sustentando um papel pró-tumoral para esta proteína. Com base nesse trabalho, investigamos a abrangência dos efeitos de SAA para outro tipo de célula tumoral e para isso escolhemos um painel de linhagens de melanoma humano e uma linhagem primária obtida a partir de aspirado de linfonodo de paciente com melanoma, por nós isolada. Observamos que apesar da célula precursora de melanomas, isto é, melanócito, não produzir SAA, todas as linhagens de melanoma produziram a proteína e expressaram alguns dos seus receptores. Além disso, quando estas células foram estimuladas com SAA houve uma inibição da proliferação em tempos curtos de exposição (48 horas) e efeitos citotóxicos após um tempo maior (7 dias). A SAA também afetou processos de invasividade e a produção das citocinas IL-6, IL-8 e TNF-α. Aos avaliarmos o efeito da SAA na interação das células de melanoma com células do sistema imune, vimos que a SAA ativou uma resposta imune anti-tumoral aumentando a expressão de moléculas co-estumolatórias, como CD69 e HLA-DR, e sua função citotóxica. Ainda, vimos que a produção de TNF-α, IFN-γ, IL-10, IL-1β e IL-8 estimuladas por SAA podem contribuir com os efeitos desta. De forma geral estes resultados nos levam a crer que a SAA tem atividade anti-tumoral em melanomas. Finalizando, com base na importância do desenvolvimento da resistência às terapias atuais para o melanoma, observamos que em células resistentes ao PLX4032, um inibidor de BRAF, os efeitos imunomodulatórios induzidos pela SAA estão abolidos, possivelmente identificando um novo componente da resistência.

Caracterización funcional de las proteínas TasA y TapA en la formación de fibras de tipo amiloide en Bacillus subtilis

Las proteínas amiloides son un grupo heterogéneo de proteínas diferentes en secuencia aminoacídica, pero similares en su estructura cuaternaria: fibras enriquecidas en láminas beta, con gran estabilidad, resistencia y capacidad de unión de colorantes específicos, como el rojo congo o la thioflavina T. Estas proteínas han estado tradicionalmente asociadas a patologías neurodegenerativas en humanos como el Alzheimer o el Parkinson. Sin embargo, los miembros dentro de esta familia están ampliamente distribuidas en la naturaleza, desde bacterias hasta humanos, e intervienen en un amplio rango de funciones biológicas, motivo por el que se han denominado “amiloides funcionales”. En bacterias, los amiloides funcionales son responsables de participar en funciones muy diversas como la interacción célula-célula, con superficies abióticas, y formación de biofilms. En Bacillus subtilis, la proteína amiloide TasA es el componente proteico mayoritario de la matriz extracelular del biofilm de este microorganismo y el principal elemento que constituye las fibras amiloides, mientras que la proteína auxiliar TapA, presente en mucha menor proporción, actúa favoreciendo el ensamblaje de las mismas. Estas actúan como un andamiaje proteico donde se disponen el resto de componentes de la matriz extracelular, lo que confiere a esta estructura una mayor estabilidad y, por consiguiente, proporcionan una mayor robustez al biofilm. En este este trabajo se pretende llevar a cabo el análisis de regiones o dominios tanto de TasA como de TapA importantes para la amiloidogénesis, así como para la funcionalidad de ambas proteínas. Para ello, el estudio se ha enfocado desde un punto de vista multidisciplinar, combinando pruebas clásicas de caracterización de amiloides con técnicas de biología molecular y diversas pruebas biofísicas. Los resultados obtenidos hasta la fecha han demostrado la existencia de pequeñas secuencias, dentro de las proteínas TasA o TapA con capacidad para polimerizar en la forma de fibras, lo que muestra su importancia en el proceso de fibrilación y en la funcionalidad de ambas proteínas. En el caso de la proteína TapA, las regiones analizadas ponen de manifiesto la importancia de su extremo amino-terminal tanto en la funcionalidad de la proteína como en su interacción con TasA.

Alterações da força de preensão em portadores de polineuropatia amiloidótica familiar

Introdução: A polineuropatia amiloidótica familiar (PAF) é uma doença autossómica dominante neurodegenerativa relacionada com a deposição sistémica de fibras de amiloide essencialmente a nível do sistema nervoso periférico. Clinicamente, caracteriza-se por uma neuropatia sensitivo-motora iniciando-se quase sempre nos membros inferiores e comprometendo subsequentemente as mãos. Até agora, o único tratamento conhecido com efeitos positivos no atrasar da progressão da doença é o transplante hepático com medicação com efeitos negativos para o metabolismo muscular e consequentemente para a capacidade de produção de força. Do nosso conhecimento, não existem caracterizações quantitativas dos níveis de força nestes indivíduos nem comparações com a população saudável. Este conhecimento seria extremamente importante para verificar a evolução clínica e funcional desta doença e para a eventual prescrição adequada de um programa de reabilitação. Objectivo: O objectivo deste estudo foi descrever e comparar os níveis de força de preensão (peak force) entre doentes PAF com ou sem transplante de fígado (PAFTx e PAFNTx, respectivamente) com um grupo de indivíduos saudáveis (GC). Material e métodos: A amostra total foi constituída por 206 indivíduos, divididos em três grupos: 59 indivíduos PAFNTx (23 homens, 36 mulheres; idade 35 ± 8 anos); 85 indivíduos PAFTx (52 homens, 33 mulheres; idade 34 ± 8 anos) e 62 GC (30 homens, 32 mulheres; idade 33 ± 9 anos). A força de preensão foi avaliada com um dinamómetro de preensão portátil E-Link (Biometrics Ltd, UK). Tanto as posições de medição como as ordens fornecidas foram estandardizadas. O valor de força máxima considerado foi classificado de acordo com as normas do American College of Sports Medicine (ACSM) para a força de preensão. Resultados: Os três grupos são diferentes (p < 0,05) no peso, no IMC e na força de preensão em ambas as mãos, bem como na resistência da mão esquerda. Foram encontradas correlações negativas entre a força e a idade, para os grupos PAFNTx e PAFTx, mas não para o grupo GC. Conclusões: De acordo com os nossos resultados, os indivíduos portadores de PAF apresentaram valores mais baixos para a força de preensão em ambas as mãos do que os indivíduos aparentemente saudáveis e consequentemente uma pior classificação nas normas do ACSM. A maioria dos doentes apresenta valores de força de preensão abaixo da média ou mesmo precária. Estes resultados poderão mostrar as implicações negativas na funcionalidade destes indivíduos e indicam também a necessidade de um programa de reabilitação com especificidade ao nível da motricidade da mão.

Desenvolvimento de novas ferramentas analíticas para a monitorização da actividade da Paraoxonase 1 em amostras de plasma humano

Segundo a Organização Mundial da Saúde (OMS), as doenças cardiovasculares (DCV) são a principal causa de morte nos países desenvolvidos. Há uma necessidade urgente de métodos eficazes para a detecção precoce de doenças cardiovasculares, devido à falta de factores de risco convencionais. Os níveis elevados de homocisteína (Hcy) no sangue, homocisteinemia, são um factor de risco independente bem estabelecido para DCV. De acordo com alguns autores, a conversão metabólica de Hcy no metabolito tóxico Hcy-Tl e subsequente N-homocisteinilação de proteínas induz a agregação e a formação de amiloide, contribuindo assim para a alterações próaterogénicas no sistema cardiovascular. A enzima associada à lipoproteína de alta densidade (HDL), paraoxonase 1 (PON1), é capaz de hidrolisar o metabolito tóxico Hcy-Tl de volta a Hcy no soro humano, como observado em estudos recentes que indicam o papel de patogénese em DCV da hPON1. As paraoxonases de soro (PON1, PON2 e PON3) são hidrolases dependentes de cálcio, que pertencem a uma família de enzimas que exibem propriedades antioxidantes e anti-inflamatórias. Foram identificadas três actividades catalíticas principais para PON1: (i) actividade paraoxonase, que corresponde à conversão hidrolítica de paraoxon em p-nitrofenol e a dietil fosfato, (ii) a actividade arilesterase que promove a hidrólise de ésteres aromáticos, e a (iii) actividade de lactonase, que catalisa a hidrólise de Hcy a Hcy-Tl, sendo considerada a actividade principal da PON1. Vários estudos têm relacionado estas actividades enzimáticas a diversas patologias, o que sugere a sua potencial utilidade no diagnóstico clínico. Neste trabalho pretende-se desenvolver um novo método electroquímico para a detecção fácil do substrato e produto resultantes da hidrólise enzimática de paraoxon pela hPON1. Utilizando uma célula electroquímica constituída por um eléctrodo de referência Ag /AgCl., um contra-eléctrodo de Pt e um electrodo de trabalho de carbono vítreo, o paraoxon e p-nitrofenol foram detectados simultaneamente por voltametria de onda quadrada, numa janela de potencial de [-0,3;-1,2] V. Os resultados dos ensaios com a enzima testada a pH 7,6 e 37°C, na presença de paraoxon e utilizando plasma humano como uma fonte de PON1 serão discutidos. Usando a mesma composição de célula electroquímica, Hcy e Hcy-Tl foram estudados utilizando diferentes interfaces e tipos de tratamento para testar a melhor maneira possível de detecção das duas espécies na mesma experiência electroquímica.

Aging and Alzheimer's disease: Searching for novel molecular cues

Tese de Doutoramento em Ciências da Saúde

Amiloidosis diagnosticada mediante punción aspiración de grasa subcutánea en un servicio de Medicina Interna.

La amiloidosis es una enfermedad por depósito de amiloide en diferentes tejidos, produciendo su disfunción. Es infrecuente, con elevada mortalidad y escasas opciones terapéuticas. La punción de grasa subcutánea (PAG) es segura y sensible para diagnosticarla, pero por su clínica inespecífica, es necesario sospecharla. Estudio retrospectivo de las PAGs en 22 años de un Servicio de Medicina Interna. La quinta parte resultaron positivos. Se describen sus características clínicas y mortalidad, señalando las enfermedades predisponentes y parámetros del laboratorio más característicos. Se analiza la ecocardiografia en el diagnóstico y la dificultad de la PAG en pacientes con escaso panículo adiposo.

GSK-3 como posible diana terapéutica en la Enfermedad de Alzheimer: Un nuevo inhibidor de GSK-3 aumenta la densidad y rescata la pérdida de espinas dendríticas causada por Aβ en neuronas corticales primarias.

Un nou inhibidor del glicogen-sintetasa-cinasa-3 (GSK-3) tipus tiadiazolidona (TDZD) va demostrar recentment incrementar la supervivència neuronal i prevenir el dèficit de memòria en un ratolí doble-transgènic (APP-tau). Aquest benefici podria produirse per la prevenció de pèrdua d'espines dendrítiques associada a l'exposició a formes solubles oligomèrics del péptidoβ amiloide (Aβo). Estudiem l'efecte de Aβo i TDZD-8 en la densitat d'espines dendrítiques en neurones primàries corticals de ratolí. Trobem que TDZD-8 rescata la pèrdua d'espines dendrítiques mediada per l'exposició a Aβo. Aportem una evidència més de que GSK-3 podria ser una diana d'interès en el tractament de la EA.

Vitamin E but not 17B-estradiol protect against vascular toxicity induced by B-amyloid wild type and the Dutch amyploid variant

Amyloid β-peptide (Aβ) fibril deposition on cerebral vessels produces cerebral amyloid angiopathy that appears in the majority of Alzheimer's disease patients. An early onset of a cerebral amyloid angiopathy variant called hereditary cerebral hemorrhage with amyloidosis of the Dutch type is caused by a point mutation in Aβ yielding AβGlu22→Gln. The present study addresses the effect of amyloid fibrils from both wild-type and mutated Aβ on vascular cells, as well as the putative protective role of antioxidants on amyloid angiopathy. For this purpose, we studied the cytotoxicity induced by Aβ1–40 Glu22→Gln and Aβ1–40 wild-type fibrils on human venule endothelial cells and rat aorta smooth muscle cells. We observed that AβGlu22→Gln fibrils are more toxic for vascular cells than the wild-type fibrils. We also evaluated the cytotoxicity of Aβ fibrils bound with acetylcholinesterase (AChE), a common component of amyloid deposits. Aβ1–40 wild-type–AChE fibrillar complexes, similar to neuronal cells, resulted in an increased toxicity on vascular cells. Previous reports showing that antioxidants are able to reduce the toxicity of Aβ fibrils on neuronal cells prompted us to test the effect of vitamin E, vitamin C, and 17β-estradiol on vascular damage induced by Aβwild-type and AβGlu22→Gln. Our data indicate that vitamin E attenuated significantly the Aβ-mediated cytotoxicity on vascular cells, although 17β-estradiol and vitamin C failed to inhibit the cytotoxicity induced by Aβ fibrils.

Stable complexes involving acetylcholinesterase and amyloid-ß-peptide change the biochemical properties of the enzyme and increase the neurotoxicity of Alzheimer's fibrils

Brain acetylcholinesterase (AChE) forms stable complexes with amyloid-beta peptide (Abeta) during its assembly into filaments, in agreement with its colocalization with the Abeta deposits of Alzheimer's brain. The association of the enzyme with nascent Abeta aggregates occurs as early as after 30 min of incubation. Analysis of the catalytic activity of the AChE incorporated into these complexes shows an anomalous behavior reminiscent of the AChE associated with senile plaques, which includes a resistance to low pH, high substrate concentrations, and lower sensitivity to AChE inhibitors. Furthermore, the toxicity of the AChE-amyloid complexes is higher than that of the Abeta aggregates alone. Thus, in addition to its possible role as a heterogeneous nucleator during amyloid formation, AChE, by forming such stable complexes, may increase the neurotoxicity of Abeta fibrils and thus may determine the selective neuronal loss observed in Alzheimer's brain.