Injeção intracerebroventricular de formas amiloides em zebrafish (Danio rerio) adultos jovens e idosos: efeitos comportamentais e proteômicos

Abstract

A Doença de Alzheimer (DA) é uma doença neurodegenerativa progressiva, sendo a causa mais comum de demência em idosos. Apesar da prevalência e severidade desta doença, são poucos os agentes terapêuticos disponíveis, sendo a maior parte pouco efetiva e restrita a retardar ou diminuir sintomas durante um período inicial após diagnóstico. Tratamentos preventivos ou que combatam efetivamente a patologia não estão disponíveis, em parte pela falta de entendimento dos mecanismos fisiopatológicos responsáveis pelo seu desenvolvimento e progressão. O zebrafish é um animal modelo interessante para o estudo da DA devido ao seu desenvolvimento rápido, proximidade genética de humanos e facilidade de manutenção. Técnicas de manipulação genética e injeção de compostos são exemplos de estratégias de indução de sintomas ou características moleculares da doença neste modelo. Esta Tese apresenta uma estratégia baseada em injeção cerebroventricular (CV) de Aβ42 em estado monomérico, oligomérico e protofibrilar no encéfalo de zebrafish adultos jovens (6 meses) e velhos (36 meses). Os animais injetados CV apresentaram diferenças comportamentais e locomotoras entre os dois grupos de idades, sendo que apenas os animais velhos demonstraram déficit exploratório nos grupos injetados com solução oligomérica e protofibrilar aos 7 dias pós injeção (dpi).No entanto, estas mesmas soluções causaram déficit cognitivo na tarefa de esquiva inibitória em adultos jovens e velhos 21 dias após a injeção. Encéfalos destes animais foram analisados por Espectrometria de Massa de forma comparativa e proteínas com variações de pelo menos 1.5 vezes foram divididas entre grupos baseadas em sua função como relação com neurotransmissão, sistema imune, metabolismo e atividade mitocondrial. Também foi desenvolvido o uso de CRISPR-Cas9 na produção de linhagens knockout de zebrafish para genes relacionados com a DA a fim de gerar modelos complementares aos existentes a fim de contribuir para o entendimento de aspectos da DA, projeto que se encontra na etapa de detecção das mutações na segunda geração heterozigótica.

The Alzheimer Disease (AD) is a progressive neurodegenerative disease, being the most common form of dementia in elderly people. Despite the prevalence and severity of this disease there are few therapeutic agents available, and their effectiveness is low, restrained to slow or attenuate the symptoms during an initial period after the diagnosis. Preventive or effective treatment for this pathology are not available, mostly because the lack of understanding of the physiopathological mechanisms responsible for the disease progression. The zebrafish is an interesting animal model for studying AD because of its fast development, genetic resemblance with humans and its easy husbandry. This thesis presents a strategy is based on cerebroventricular (CV) injection of Aβ42 in monomeric, oligomeric and protofibrillar states on young (6 months) and old (36 months) adults.The animals CV injected showed behavioral and locomotor differences between the two age groups, where only old animals showed an exploratory deficit in the groups injected with oligomeric and protofibrillar solution at 7 days post injection (dpi). However, these same solutions caused cognitive deficit observed in the inhibitory avoidance experiment in young and old adults after 21 dpi. Brain of these animals were analyzed by Mass Spectrometry comparatively and proteins with variations of at least 1.5 times were divided between groups based on their function as related to neurotransmission, immune system, metabolism and mitochondrial activity. Furthermore, this thesis presents the application of CRISPR-Cas9 technique in the production of knockout strains of zebrafish for genes related to AD, currently at the sequencing and detection of mutations on second generation heterozygotes.