Efeito da injeção da proteína b-amiloide 1-42 em diferentes formas no ventrículo encefálico: um modelo de aspectos celulares da doença de Alzheimer em zebrafish

Abstract

Com o envelhecimento da população, doenças relacionadas com o envelhecimento vêm se tornando mais comuns. A Doença de Alzheimer (DA), a forma prevalente de demência, inclui como sintomas iniciais deficit cognitivos que são atribuídos a efeitos tóxicos de peptídeo β- amiloide (Aβ) que se acumula em placas senis e emaranhados neurofibrilares constituídos pela proteína tau hiperfosforilada. A cascata amiloide inicialmente proposta para explicar os efeitos do Aβ apontava para as placas de depósito de Aβ1-42 como a forma tóxica da molécula responsável pela disfunção e morte neuronal. Recentemente diversas evidências apontam para a toxicidade das versões solúveis do peptídeo antes da agregação em placas. O melhor entendimento da dinâmica de agregação do amiloide, limpeza e potencial tóxico das versões solúveis pode permitir significativos avanços no conhecimento dos mecanismos da doença e a identificação de potenciais alvos para terapias da DA. Neste estudo utilizamos o teleósteo zebrafish como modelo para a caracterização destes processos. Embriões com 24 horas receberam injeção intracerebroventricular de Aβ1-42 humano preparado de forma a ter diferentes potenciais de agregação: monomérica, oligomérica e formadora de placas. Ao atingirem 5 dias pós-fertilização (dpf), a quantificação dos níveis de Aβ1-42 demonstrou um aumento remanescente dos níveis do peptídeo nos animais injetados com a solução que favorecia a formação de placas. Após monitorarmos eventuais efeitos embriotóxicos e teratogênicos, ao atingirem 5dpf, os animais foram também avaliados em relação a aspectos fisiológicos gerais e sua capacidade cognitiva. Embora a injeção não tenha impactado significativamente a sobrevivência dos animais ou a capacidade exploratória, a injeção da solução oligomérica induziu deficit cognitivos específicos em relação ao controle injetado com veículo. Juntos, estes resultados suportam a versão revisada da cascata amiloide na qual, embora a presença de placas corresponda a um maior acúmulo de Aβ1-42, a presença de versões oligoméricas pode induzir efeitos neurotóxicos significativos e resultar em deficit cognitivos, especialmente nos estágios iniciais da doença.

Aging-related diseases are becoming more common. Alzheimer's disease (AD), the most prevalent form of dementia, includes as initial symptoms cognitive deficits that are attributed to the toxic effects of amyloidβ peptide (Aβ) that accumulates in senile plaques and neurofibrillary tangles composed of hyperphosphorylated tau protein. The amyloid cascade initially proposed to explain the effects of Aβ pointed to the plaques as the most toxic form of the Aβ molecule responsible for neuronal dysfunction and death. Recently, several evidences point to the increased toxicity of the soluble forms of the peptide. A better understanding of the dynamics of amyloid aggregation, clearance and toxic potential of the soluble versions may foster significant advances in the understanding AD mechanisms and the identification of potential targets for AD therapies. In this study we used the zebrafish as a model. 24-hour embryos received intracerebroventricular injection of human Aβ1-42 prepared to have different aggregation potentials: monomeric, oligomeric and plaqueforming. At 5 days post-fertilization (dpf), quantification of Aβ1-42 levels demonstrated a remnant increase in peptide levels in the animals injected with the solution that favored plaque formation. After monitoring for embryotoxic and teratogenic effects, 5dpf the animals were also evaluated in relation to general physiological aspects and their cognitive ability. Although the injection did not significantly impact animal survival or exploratory ability, the oligomeric solution induced specific cognitive deficits in relation to the vehicleinjected control. Together these results support the revised version of the amyloid cascade in which, although the presence of plaques corresponds to a greater accumulation of Aβ1- oligomeric forms may induce significant neurotoxic effects and result in cognitive deficits specially at disease’s early stages.