Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde da Universidade do Extremo Sul Catarinense para obtenção do título de Mestre em Ciências da Saúde. / No transtorno bipolar (TB) ocorre a alternância entre episódios de depressão, mania ou hipomania. O Lítio (Li) é o fármaco mais utilizado como tratamento para o TB. Diversos anticonvulsivantes, como o valproato (VPA), possuem aplicação no tratamento do TB. Estudos mostram que disfunções da Na+K+ ATPase estão envolvidas na fisiopatologia do TB. A administração intracerebroventricular (ICV) ouabaína (OUA) (inibidor da Na+K+ ATPase) em ratos tem sido considerado um bom modelo animal de mania. A glicogênio sintase quinase-3 (GSK-3) é uma serina/treonina-quinase, geralmente ativa nas células, sendo desativada por sinais originados de vias de sinalização distintas, como a da PI3K/Akt e a da MAPK. Estudos tem demonstrado que Li e VPA inibem diretamente a ação da GSK-3. O presente estudo teve como objetivo avaliar a ação do Li ou do VPA sobre a via de sinalização de PI3K/Akt/GSK-3 em um modelo animal de mania induzido pela OUA. Foram utilizados ratos Wistar machos adultos. Os animais foram submetidos a uma cirurgia estereotáxica, em que foi introduzida uma cânula no ventrículo lateral. No primeiro protocolo, os animais receberam injeções ICV de OUA ou de líquido cefalorraquidiano artificial (aCSF). Em seguida foram tratados com Li, VPA ou salina durante sete dias. A avaliação da atividade locomotora foi realizada através do teste do campo aberto, sete dias após a administração de OUA. Foram avaliados os níveis de proteínas de vias da GSK-3 [MAPK, PI3K, AKT e GSK-3β totais e fosforiladas (p)], através das técnicas de Western Blotting. No segundo protocolo, os animais receberam injeções ICV de OUA, de aCSF, de AR-A014418 (inibidor de GSK-3) ou OUA+AR-A014418. Sete dias após, esses animais foram submetidos ao teste do campo aberto. O Li e o VPA reverteram a hiperatividade induzida pela OUA. Adicionalmente, OUA diminuiu a fosforilação de PI3K, de Akt e de GSK-3β. O Li e o VPA reverteram essas disfunções da via de sinalização da GSK-3β induzidas pela OUA. Além disso, AR-A014418 reverteu o comportamento do tipo maníaco induzido por OUA. Esses resultados sugerem que os efeitos do tipo maníaco induzidos pela OUA estão associados com a ativação da GSK-3β (e inibição da PI3K e Akt), e Li e VPA exercem efeitos antimaníacos através da modulação desta via de sinalização. Portanto, sugerem-se mais estudos sobre essa via de sinalização e seu envolvimento no TB.

Made available in DSpace on 2015-12-06T23:47:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Nesta tese de mestrado, apresentamos, de acordo com as recomendações da comissão especial do programa de Pós-Graduação em Endocrinologia da Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), um trabalho em forma de manuscrito que será submetido à revista Clinical Endocrinology. Identificamos genes cuja expressão estava diminuída nas bibliotecas de carcinoma folicular de tiróide (FTC): TPO, TFF3, NR4A1 e IYD. O NR4A1 foi selecionado para uma análise mais profunda, por apresentar expressão potencialmente tecido-específica. Passamos então à validação do padrão diferencial de expressão em tecidos neoplásicos e não-neoplásicos, pela técnica de PCR em tempo real, assim como a realização de experimentos em linhagens celulares, com o uso de lítio. Estes são os focos desta tese e estão descritos no manuscrito “Downregulation of NR4A1 in follicular thyroid carcinoma cell line is restored after lithium treatment”, tendo como objetivos: 1) Validar a expressão de NR4A1 nos tecidos benignos e malignos da tiróide. 2) Avaliar a correlação dos genes CCND1 e FOSB com a expressão de NR4A1. 3) Verificar a expressão dos genes NR4A1, CCDN1 e FOSB nas linhagens de carcinoma tiroidiano disponíveis no laboratório, com objetivo de indetificar um modelo semelhante a expressão observada nos tecidos. 4) Verificar se a expressão dos genes NR4A1, FOSB e CCDN1 poderia ser restabelecida quando tratadas com lítio.. / Introduction: The identification of follicular thyroid adenoma-associated transcripts will lead to a better understanding of the events involved in pathogenesis and progression of follicular tumors. Using Serial Analysis of Gene Expression, we identified five genes that are absent in a malignant follicular thyroid carcinoma (FTC) library, but expressed in follicular adenoma (FTA) and normal thyroid libraries. Methods: NR4A1, one of the five genes, was validated in a set of 27 normal thyroid tissues, 10 FTAs and 14 FTCs and three thyroid carcinoma cell lines by real time PCR. NR4A1 can be transiently increased by a variety of stimuli, including lithium, which is used as adjuvant therapy of thyroid carcinoma with 131I. We tested if lithium could restore NR4A1 expression. The expression of other genes potentially involved in the same signaling pathway was tested. To this end, lithium was used at different concentration (10mM or 20mM) and time (2h and 24 h) and the level of expression was tested by quantitative PCR. We next tested if Lithium could affect cell growth and apoptosis. Results: We observed that NR4A1 expression was under-expressed in most of the FTCs investigated, compared to expression in normal thyroid tissues and FTAs. We also found a positive correlation between NR4A1 and FOSB gene expression. Lithium induced NR4A1 and FOSB expression, reduced CCDN1 expression, inhibited cell growth and triggered apoptosis in a FTC cell line. Conclusions: NR4A1 is under-expressed in most of FTCs. The loss of expression of both NR4A1 and the Wnt pathway gene FOSB was correlated with malignancy. This is consistent with the hypothesis that its loss of expression is part of the transformation process of FTCs, either as a direct or indirect consequence of Wnt pathway alterations. Lithium restores NR4A1 expression, induces apoptosis and reduces cell growth. These findings may explain a possible molecular mechanism of lithium’s therapeutic action. / FAPESP: 05/60330-8 / BV UNIFESP: Teses e dissertações

Tese apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde para a obtenção do título de Doutor em Ciências da Saúde / O Transtorno bipolar (TB) é um transtorno crônico considerado um grave problema de saúde pública. Apesar de sua importância, a sua fisiopatologia ainda é pouco conhecida, dificultando o desenvolvimento de novos fármacos para o seu tratamento. Recentemente, vários estudos têm sugerido que a fisiopatologia do TB pode estar relacionada com alterações do sistema imune e com o estresse oxidativo. O Lítio (Li) é um estabilizador de humor considerado padrão ouro para o tratamento do TB, porém, devido aos efeitos colaterais causados por este fármaco, muitos pacientes acabam abandonando o tratamento, o que acaba agravando os sintomas. Estudos prévios demonstram que o celecoxib (Cel), um anti-inflamatório inibidor seletivo da ciclo-oxigenase 2 (Cox-2), pode ser efetivo para o tratamento da depressão e do TB. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do tratamento associado de Li com Cel sobre o comportamento, níveis de citocinas e parâmetros de estresse oxidativo em um modelo animal de mania induzido por dextro-anfetamina (d-AMPH). Foram utilizados ratos Wistar machos adultos, os quais foram submetidos à administração i.p de d-AMPH (2 mg/kg) ou salina (Sal) durante 14 dias, uma vez por dia. Entre o oitavo e o décimo quarto dia os animais do grupo d-AMPH e do grupo Sal foram tratados por gavagem com Li (24 mg/kg), Cel (20 mg/kg), Li + Cel ou água. Foram avaliados os níveis de citocinas (IL-1β, IL-4, IL-10, TNFα) e parâmetros de estresse oxidativo [espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico (TBARS), carbonil, catalase (CAT) e glutationa peroxidase (GPx) ] no cérebro e soro destes animais. Os resultados demonstraram que a d-AMPH induziu hiperlocomoção nos animais e que o tratamento adjunto com Li + Cel foi capaz de reverter este comportamento. Além disso, a d-AMPH aumentou a expressão de IL-4, IL-10 e TNFα no soro e cérebro dos animais, e o tratamento conjunto de Li + Cel foi capaz de reverter este aumento. A d-AMPH também aumentou os níveis de TBARS e de grupamentos carbonila no cérebro dos animais e tanto os tratamentos isolados com Li e Cel, quanto o tratamento associado de Li + Cel foram capazes de reverter este aumento. A d-AMPH causou uma redução na atividade da CAT e o tratamento adjunto com Li + Cel conseguiu reverter esta diminuição. A d-AMPH aumentou a atividade da GPx no cortéx frontal e o tratamento com Li ou Cel isolados ou associados reverteram este aumento. No hipocampo, houve um aumento na atividade da GPx no grupo d-AMPH+Li+Cel. Juntos, esses resultados indicam que sistema imune inflamatório e o estresse oxidativo podem estar envolvidos na 16 fisiopatologia do TB e que o tratamento associado de Li + Cel pode ser um novo potencial terapêutico para o tratamento de TB.

Tese de Doutorado apresentado ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde para a obtenção do título de doutor em Ciências da Saúde. / O transtorno bipolar (TB) é um transtorno psiquiátrico grave associado com comprometimento social e funcional. Alguns estudos sugerem o envolvimento do estresse oxidativo e de processos inflamatórios na fisiopatologia do TB. A privação do sono paradoxal (PSP) em camundongos tem sido considerada um bom modelo animal de mania porque induz comportamentos do tipo maníaco, bem como produz alterações neuroquímicas observadas em pacientes bipolares. O objetivo do presente estudo foi investigar os efeitos da administração de Li sobre o comportamento, parâmetros de estresse oxidativo e do eixo hipotálamo-hipóse-adrenal (HHA) e níveis de citocinas na periferia e cérebro de camundongos submetidos a um modelo animal de mania induzida pela PSP. Os resultados mostraram que a PSP induziu hiperatividade em camundongos, o que é considerado um comportamento do tipo maníaco. A PSP aumentou a peroxidação lipídica e o dano oxidativo ao DNA, além de causar alterações nas enzimas antioxidantes no córtex frontal, hipocampo e soro dos camundongos. Além disso, a PSP aumentou os níveis das citocinas: interleucina (IL)-1β, IL-4, IL-10 e TNF-α no cérebro dos camundongos. A PSP aumentou, também, os níveis de hormônio adrenocorticotrófico (ACTH) e de corticosterona no sangue dos animais. O tratamento com Li preveniu o comportamento maníaco, os danos oxidativos, as alterações nas citocinas e as alterações nos níveis de ACTH e corticosterona induzidas pela PSP. O aprimoramento de nosso entendimento sobre os danos oxidativos em biomoléculas, mecanismos antioxidantes e alterações do sistema inflamatório apresentadas nos modelos animais de mania são importantes para ajudar a melhorar nosso conhecimento sobre a fisiopatologia do TB e sobre os mecanismos de ação dos estabilizadores do humor.

Tese de Doutorado apresentado ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde da Universidade do Extremo Sul Catarinense para obtenção do título de Doutor em Ciências da Saúde. / A Doença de Alzheimer (DA) é a demência mais prevalente entre as doenças neurodegenerativas. O declínio cognitivo é a principal característica desta demência. As características fisiopatológicas incluem, acúmulo de β-amiloide1-42 (βA1-42), emaranhados neurofibrilares e neuroinflamação. Atualmente, os fármacos aprovados para doença não podem evitar a progressão desta. Portanto, o objetivo do presente estudo foi avaliar o efeito do lítio e/ou memantina na memória e neuroinflamação em um modelo animal de demência do tipo DA induzido pela administração de oligômeros βA1-42. Foram utilizados 160 ratos Wistar machos adultos, os quais foram administrados com βA1-42 ou fluido cerebroespinhal artificial (ACSF) intrahipocampal. Após 24 horas, iniciou-se o tratamento por via oral com memantina (5 mg/kg), lítio (5 mg/kg), água ou associação de memantina e lítio durante 17 dias. Entre o 14º e 18° foram realizados os testes comportamentais para avaliar memória espacial (labirinto octogonal), memória de trabalho (labirinto octogonal) e memória de habituação (campo aberto) nestes animais. No 18º dia, os animais foram submetidos a eutanásia, o córtex frontal e hipocampo foram dissecados para análises imunoquímcas. Foi possível observar que a administração de βA1-42 causou danos na memória espacial e na memória de habituação quando comparado ao controle, e o tratamento com lítio, memantina e associação destes foram capazes de recuperar esses danos quando observado a latência e os erros totais para encontrar a recompensa no labirinto octogonal, e o número de cruzamentos no aparato de habituação ao campo aberto. Além disso, os animais que receberam a associação obtiveram uma performance ainda melhor já que foram mais rápidos e cometeram menos erros que o grupo administrado com βA1-42, desde o primeiro dia do teste no labirinto octogonal. A memória de referência dos animais submetidos ao modelo foi recuperada por todos tratamentos, e a memória de trabalho foi recuperada com o tratamento com memantina ou associação de lítio e memantina. Houve aumento dos níveis de IL-1β no córtex frontal e hipocampo dos animais administrados com βA1-42, e este foi revertido pelo lítio, memantina e associação destes. Os níveis de TNF-α não foram alterados no córtex frontal, mas no hipocampo houve uma redução desta citocina com todos os tratamentos, exceto o grupo βA1-42, quando comparado ao grupo controle. Houve redução dos níveis de IL-4 em ambas estruturas após a administração de βA1-42, porém no córtex o tratamento com lítio, memantina e associação aumentaram esses níveis e no hipocampo apenas a memantina e a associação aumentou os níveis de 10 IL-4. Na sinalização da neuroinflamação avaliada no hipocampo foi possível observar que a administração de βA1-42 causou aumento do conteúdo de TLR2 e NLRP3. O tratamento com lítio e associação deste com memantina causou reversão da redução de TRL2. Apenas a associação causou reversão do aumento de NLRP3. Assim, o lítio, a memantina e associação de ambos mostrou ter resultados benéficos na memória dos animais e isso pode em parte ser explicado pela redução de citocinas e proteínas relacionadas a neuroinflamação. Parece que o efeito da associação está relacionado com a redução do NLRP3, uma proteína que compõe o complexo inflamassoma. Dessa forma, a associação destes fármacos

Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências da Saúde, da Universidade do Extremo Sul Catarinense - UNESC, para obtenção do título de mestre em Ciências da Saúde. / A meningite pneumocócica é uma infecção grave do sistema nervoso central (SNC), com altas taxas de letalidade, que provoca redução do desempenho psicomotor, ligeira lentidão mental, comprometimento das funções executivas de atenção e deficiência de aprendizagem e memória. O estabilizador de humor de lítio é conhecido como um agente neuroprotetor com muitos efeitos no cérebro. O tamoxifeno é a terapia endócrina usual para o câncer de mama. Pesquisas experimentais demonstraram que o tamoxifeno desempenha papéis neuroprotetores na lesão medular, hemorragia intracerebral, isquemia cerebral e lesão cerebral hipóxico-isquêmica. O objetivo deste estudo foi investigar os efeitos do lítio e do tamoxifeno sobre o fator neurotrófico derivado do cérebro (BDNF), fator neurotrófico derivado de célula da glia (GDNF) e fator de crescimento neuronal (NGF) no hipocampo de animais submetidos ao modelo experimental de meningite pneumocócica. Neste estudo, os animais receberam líquido cefalorraquidiano (LCR) artificial como um placebo ou uma suspensão de Streptococcus pneumoniae na concentração de 5 x 109 unidades formadoras de colônias (UFC/mL). Dezoito horas após a indução, todos os animais receberam ceftriaxona (100 mg/kg via intraperitoneal (i.p.) durante 7 dias). A partir do terceiro ao décimo dia os animais receberam solução salina, lítio (47,5 mg/kg) ou tamoxifeno (1 mg/kg) como tratamento adjuvante e foram separados em seis grupos: controle/salina, controle/lítio, controle/tamoxifeno, meningite/salina, meningite/lítio e meningite/tamoxifeno e foram submetidos aos testes comportamentais. No teste de habituação ao campo aberto, os animais submetidos à meningite não apresentaram diferença entre as sessões de treino e teste, demonstrando comprometimento da memória. Nos grupos controle/salina, controle/lítio, controle/tamoxifeno e meningite/lítio, houve diferença demonstrando memória de habituação nestes animais. Na tarefa de esquiva inibitória, houve diferença entre as sessões de treino e teste nos grupos controle/salina, controle/lítio, controle/tamoxifeno e meningite/lítio, demonstrando memória aversiva de curto e longo prazo nestes grupos. Nos grupos meningite/salina e meningite/tamoxifeno, não houve diferença entre as sessões de treino e teste, demonstrando comprometimento da memória aversiva a curto e longo prazo nestes animais. Após os testes os animais foram mortos e os hipocampos foram removidos para avaliação dos níveis de BDNF, NGF e GDNF. Os níveis de BDNF e GDNF foram restabelecidos no hipocampo dos animais tratados com lítio, no entanto, os níveis de BDNF, NGF e GDNF diminuíram no hipocampo de animais tratados com tamoxifeno. O lítio foi capaz de prevenir o comprometimento da memória e restabelecer a expressão de neurotrofinas no hipocampo em modelo experimental de meningite pneumocócica.

Introdução: A doença de Machado-Joseph (DMJ) ou ataxia espinocerebelar tipo 3 (SCA3) é causada por uma expansão de trinucleotídeos CAG no gene ATXN3, que leva à degeneração de múltiplos sistemas neurológicos. Seu curso é invariavelmente progressivo, não havendo tratamento específico. Objetivos: Descrever novos biomarcadores, aspectos não motores e definir quais escalas clínicas devem ser utilizadas como desfechos principais nos futuros ensaios clínicos randomizados (ECR) para a DMJ/SCA3. Além de avaliar se o tratamento com carbonato de lítio é seguro e efetivo em reduzir a progressão desta condição. Métodos: Em estudo caso-controle avaliamos: 1) a relação dos sintomas depressivos na DMJ/SCA3, pelo inventário de Beck (BDI), com aspectos de gravidade clínica e molecular; 2) alterações no índice de massa corporal (IMC) e sua correlação com aspectos clínico-moleculares e de neuroimagem; e 3) o Sistema Insulina/ IGF-1 (IIS) e o potencial de seus componentes como biomarcadores. Fizemos uma revisão sistemática sobre os aspectos psicométricos das escalas clínicas de SCAs já descritas, para em seguida iniciarmos um ECR, duplo-cego, paralelo, placebo-controlado de fase 2/3. Para este estudo foram randomizados 62 pacientes com diagnóstico molecular prévio de DMJ/SCA3 com marcha independente e ≤ 10 anos de doença (1:1) para tratamento com carbonato de lítio (0.5-0.8mEq/L) ou placebo. Resultados: Os escores do BDI foram mais elevados na DMJ/SCA3 (p= 0.012) e correlacionaram-se significativamente apenas com as escalas SARA (R=0.359, p=0.01) e NESSCA (R=0.412, p=0.003). Os pacientes com DMJ/SCA3 (N=46) apresentaram IMC menor (24.4 ± 4.1) do que os indivíduos controle (N=42, 27.1± 4.5, p=0.01), havendo correlação inversa (R=−0.396, p=0.015) entre o IMC e o tamanho da sequencia repetitiva CAG (CAGn). Encontramos uma maior sensibilidade periférica à insulina (HOMA2-%S, p=0.003, corrigido pelo IMC) e níveis séricos mais elevados da proteína ligante do IGF-1, IGFBP-1 (p=0.001) na DMJ/SCA3. A IGFBP1 correlacionou-se diretamente à CAGn (R=0.452; p = 0.006) e a sensibilidade à insulina inversamente à idade de início dos sintomas (R=-0.444; P = 0.003). Concluímos, na revisão sistemática, que as escalas semi-quantitativas SARA e NESSCA, e as quantitativas SCAFI e CCFS seriam os melhores desfechos para um ECR. O uso de lítio foi seguro após 24 semanas de tratamento, não havendo diferenças no número total de eventos adversos entre os grupos lítio (50,3%) e placebo (49,7%, p=1.00). O grupo placebo apresentou maior progressão (que não foi significativa) nos escores NESSCA (0.35 pontos, 95% IC -1.0 a 1.7, p=0.222, desfecho primário de efetividade) e SARA (0.96 pontos, 95% IC -0.46 a 2.38, p=0.329), após 48 semanas de tratamento. A gravidade da ataxia de marcha (p=0.008), as provas funcionais quantitativas: PATA rate (p=0.002) e Click Test ND (p=0.023), e os escores compostos SCAFI (p=0.015) e CCFS (p=0.029) apresentaram menor progressão no grupo tratado com lítio durante as 48 semanas. Conclusão: Os resultados destes estudos ajudam no entendimento da depressão e alterações nutricionais da DMJ/SCA3 e apontam a IGFBP-1 como biomarcador e a sensibilidade periférica insulínica como modificador do fenótipo. Houve efetividade do tratamento com carbonato de lítio nos desfechos secundários do ECR, sendo necessária confirmação por ensaios clínicos multicêntricos. / Background: Machado-Joseph disease (MJD) or spinocerebellar ataxia type 3 (SCA3) is caused by a CAG repeat expansion at ATXN3 gene, leading to progressive degeneration of multiple neurological systems. MJD/SCA3 is an invariably progressive disorder, with no current treatment. Objectives: To describe new disease biomarkers, non-motor aspects and to define the clinical SCA scales to be utilized as main outcomes in future randomized controlled trials (RCT) on MJD/SCA3. And further assess safety and effectiveness of lithium carbonate in reducing the progression of this condition. Methods: We performed a case-control study to evaluate: 1) the relation of MJD/SCA3 depressive symptoms, through Beck depression Inventory (BDI), with other clinical and molecular findings; 2) the Body Mass Index (BMI) of MJD/SCA3 patients and the correlation with other clinical, molecular and neuroimaging findings; and 3) the Insulin/IGF-1 system (IIS) in MJD/SCA3 and the possible biomarker properties of its components. We further performed a systematic review on the psychometric properties of the described SCAs scales in order to initiate the double-blind, parallel, placebo-controlled phase 2/3 clinical trial. 62 independently ambulatory MJD/SCA3 patients with ≤ 10 years of disease duration were randomly assigned in the RCT (1:1) to lithium (0.5-0.8mEq/L) or placebo. Results: BDI scores were higher in MJD/SCA3 patients (p= 0.012), with significant correlations only with the scales SARA (R=0.359, p=0.01) and NESSCA (R=0.412, p=0.003). MJD/SCA3 patients (N=46) presented lower BMI (24.4 ± 4.1) than control individuals (N=42, 27.1± 4.5, p=0.01). BMI correlated inversely with the length of the expanded CAG repeat (CAGn). We found higher peripheral sensitivity to insulin (HOMA2-%S, p=0.003, corrected for BMI) and serum levels of the IGF-1 binding protein, IGFBP-1 (p=0.001) in MJD/SCA3. IGFBP-1 correlated with CAGn (R=0.452; p = 0.006) and insulin sensitivity with the age of disease onset (R=-0.444; P = 0.003). In the systematic review we concluded that the semiquantitative SCA scales SARA and NESSCA and the quantitative instruments SCAFI and CCFS would be the most appropriate outcomes for the RCT. After 24 weeks, there were no differences in the number of adverse events in lithium (50.3%) and placebo (40.7%) groups (p=1.00) in the RCT. The placebo group presented a non-significant faster progression on NESSCA (0.35 points, 95% CI -1.0 to 1.7, p=0.612, primary effectiveness outcome) and SARA (0.96 points, 95% CI -0.46 to 2.38, p=0.186), after 48 weeks of treatment. Gait ataxia severity (p=0.008), the quantitative performance tasks: PATA rate (p=0.002) and Click Test ND (p=0.023), and the composite scores SCAFI (p=0.015) and CCFS (p=0.029) presented a slower progression under lithium therapy in the overall 48 weeks period. Conclusion: These studies added to the understanding of depressive and nutritional manifestations of MJD/SCA3 and points IGFBP-1 as a biomarker and peripheral insulin sensitivity as a disease phenotype modifier. The effectiveness of lithium carbonate treatment shown in secondary outcomes of the RCT opened a perspective for an effective therapy for this untreatable disorder that must be confirmed by large multicentric clinical trials.

Introdução: A doença de Machado-Joseph (DMJ) ou ataxia espinocerebelar tipo 3 (SCA3) é causada por uma expansão de trinucleotídeos CAG no gene ATXN3, que leva à degeneração de múltiplos sistemas neurológicos. Seu curso é invariavelmente progressivo, não havendo tratamento específico. Objetivos: Descrever novos biomarcadores, aspectos não motores e definir quais escalas clínicas devem ser utilizadas como desfechos principais nos futuros ensaios clínicos randomizados (ECR) para a DMJ/SCA3. Além de avaliar se o tratamento com carbonato de lítio é seguro e efetivo em reduzir a progressão desta condição. Métodos: Em estudo caso-controle avaliamos: 1) a relação dos sintomas depressivos na DMJ/SCA3, pelo inventário de Beck (BDI), com aspectos de gravidade clínica e molecular; 2) alterações no índice de massa corporal (IMC) e sua correlação com aspectos clínico-moleculares e de neuroimagem; e 3) o Sistema Insulina/ IGF-1 (IIS) e o potencial de seus componentes como biomarcadores. Fizemos uma revisão sistemática sobre os aspectos psicométricos das escalas clínicas de SCAs já descritas, para em seguida iniciarmos um ECR, duplo-cego, paralelo, placebo-controlado de fase 2/3. Para este estudo foram randomizados 62 pacientes com diagnóstico molecular prévio de DMJ/SCA3 com marcha independente e ≤ 10 anos de doença (1:1) para tratamento com carbonato de lítio (0.5-0.8mEq/L) ou placebo. Resultados: Os escores do BDI foram mais elevados na DMJ/SCA3 (p= 0.012) e correlacionaram-se significativamente apenas com as escalas SARA (R=0.359, p=0.01) e NESSCA (R=0.412, p=0.003). Os pacientes com DMJ/SCA3 (N=46) apresentaram IMC menor (24.4 ± 4.1) do que os indivíduos controle (N=42, 27.1± 4.5, p=0.01), havendo correlação inversa (R=−0.396, p=0.015) entre o IMC e o tamanho da sequencia repetitiva CAG (CAGn). Encontramos uma maior sensibilidade periférica à insulina (HOMA2-%S, p=0.003, corrigido pelo IMC) e níveis séricos mais elevados da proteína ligante do IGF-1, IGFBP-1 (p=0.001) na DMJ/SCA3. A IGFBP1 correlacionou-se diretamente à CAGn (R=0.452; p = 0.006) e a sensibilidade à insulina inversamente à idade de início dos sintomas (R=-0.444; P = 0.003). Concluímos, na revisão sistemática, que as escalas semi-quantitativas SARA e NESSCA, e as quantitativas SCAFI e CCFS seriam os melhores desfechos para um ECR. O uso de lítio foi seguro após 24 semanas de tratamento, não havendo diferenças no número total de eventos adversos entre os grupos lítio (50,3%) e placebo (49,7%, p=1.00). O grupo placebo apresentou maior progressão (que não foi significativa) nos escores NESSCA (0.35 pontos, 95% IC -1.0 a 1.7, p=0.222, desfecho primário de efetividade) e SARA (0.96 pontos, 95% IC -0.46 a 2.38, p=0.329), após 48 semanas de tratamento. A gravidade da ataxia de marcha (p=0.008), as provas funcionais quantitativas: PATA rate (p=0.002) e Click Test ND (p=0.023), e os escores compostos SCAFI (p=0.015) e CCFS (p=0.029) apresentaram menor progressão no grupo tratado com lítio durante as 48 semanas. Conclusão: Os resultados destes estudos ajudam no entendimento da depressão e alterações nutricionais da DMJ/SCA3 e apontam a IGFBP-1 como biomarcador e a sensibilidade periférica insulínica como modificador do fenótipo. Houve efetividade do tratamento com carbonato de lítio nos desfechos secundários do ECR, sendo necessária confirmação por ensaios clínicos multicêntricos. / Background: Machado-Joseph disease (MJD) or spinocerebellar ataxia type 3 (SCA3) is caused by a CAG repeat expansion at ATXN3 gene, leading to progressive degeneration of multiple neurological systems. MJD/SCA3 is an invariably progressive disorder, with no current treatment. Objectives: To describe new disease biomarkers, non-motor aspects and to define the clinical SCA scales to be utilized as main outcomes in future randomized controlled trials (RCT) on MJD/SCA3. And further assess safety and effectiveness of lithium carbonate in reducing the progression of this condition. Methods: We performed a case-control study to evaluate: 1) the relation of MJD/SCA3 depressive symptoms, through Beck depression Inventory (BDI), with other clinical and molecular findings; 2) the Body Mass Index (BMI) of MJD/SCA3 patients and the correlation with other clinical, molecular and neuroimaging findings; and 3) the Insulin/IGF-1 system (IIS) in MJD/SCA3 and the possible biomarker properties of its components. We further performed a systematic review on the psychometric properties of the described SCAs scales in order to initiate the double-blind, parallel, placebo-controlled phase 2/3 clinical trial. 62 independently ambulatory MJD/SCA3 patients with ≤ 10 years of disease duration were randomly assigned in the RCT (1:1) to lithium (0.5-0.8mEq/L) or placebo. Results: BDI scores were higher in MJD/SCA3 patients (p= 0.012), with significant correlations only with the scales SARA (R=0.359, p=0.01) and NESSCA (R=0.412, p=0.003). MJD/SCA3 patients (N=46) presented lower BMI (24.4 ± 4.1) than control individuals (N=42, 27.1± 4.5, p=0.01). BMI correlated inversely with the length of the expanded CAG repeat (CAGn). We found higher peripheral sensitivity to insulin (HOMA2-%S, p=0.003, corrected for BMI) and serum levels of the IGF-1 binding protein, IGFBP-1 (p=0.001) in MJD/SCA3. IGFBP-1 correlated with CAGn (R=0.452; p = 0.006) and insulin sensitivity with the age of disease onset (R=-0.444; P = 0.003). In the systematic review we concluded that the semiquantitative SCA scales SARA and NESSCA and the quantitative instruments SCAFI and CCFS would be the most appropriate outcomes for the RCT. After 24 weeks, there were no differences in the number of adverse events in lithium (50.3%) and placebo (40.7%) groups (p=1.00) in the RCT. The placebo group presented a non-significant faster progression on NESSCA (0.35 points, 95% CI -1.0 to 1.7, p=0.612, primary effectiveness outcome) and SARA (0.96 points, 95% CI -0.46 to 2.38, p=0.186), after 48 weeks of treatment. Gait ataxia severity (p=0.008), the quantitative performance tasks: PATA rate (p=0.002) and Click Test ND (p=0.023), and the composite scores SCAFI (p=0.015) and CCFS (p=0.029) presented a slower progression under lithium therapy in the overall 48 weeks period. Conclusion: These studies added to the understanding of depressive and nutritional manifestations of MJD/SCA3 and points IGFBP-1 as a biomarker and peripheral insulin sensitivity as a disease phenotype modifier. The effectiveness of lithium carbonate treatment shown in secondary outcomes of the RCT opened a perspective for an effective therapy for this untreatable disorder that must be confirmed by large multicentric clinical trials.

Introdução: A doença de Machado-Joseph (DMJ) ou ataxia espinocerebelar tipo 3 (SCA3) é causada por uma expansão de trinucleotídeos CAG no gene ATXN3, que leva à degeneração de múltiplos sistemas neurológicos. Seu curso é invariavelmente progressivo, não havendo tratamento específico. Objetivos: Descrever novos biomarcadores, aspectos não motores e definir quais escalas clínicas devem ser utilizadas como desfechos principais nos futuros ensaios clínicos randomizados (ECR) para a DMJ/SCA3. Além de avaliar se o tratamento com carbonato de lítio é seguro e efetivo em reduzir a progressão desta condição. Métodos: Em estudo caso-controle avaliamos: 1) a relação dos sintomas depressivos na DMJ/SCA3, pelo inventário de Beck (BDI), com aspectos de gravidade clínica e molecular; 2) alterações no índice de massa corporal (IMC) e sua correlação com aspectos clínico-moleculares e de neuroimagem; e 3) o Sistema Insulina/ IGF-1 (IIS) e o potencial de seus componentes como biomarcadores. Fizemos uma revisão sistemática sobre os aspectos psicométricos das escalas clínicas de SCAs já descritas, para em seguida iniciarmos um ECR, duplo-cego, paralelo, placebo-controlado de fase 2/3. Para este estudo foram randomizados 62 pacientes com diagnóstico molecular prévio de DMJ/SCA3 com marcha independente e ≤ 10 anos de doença (1:1) para tratamento com carbonato de lítio (0.5-0.8mEq/L) ou placebo. Resultados: Os escores do BDI foram mais elevados na DMJ/SCA3 (p= 0.012) e correlacionaram-se significativamente apenas com as escalas SARA (R=0.359, p=0.01) e NESSCA (R=0.412, p=0.003). Os pacientes com DMJ/SCA3 (N=46) apresentaram IMC menor (24.4 ± 4.1) do que os indivíduos controle (N=42, 27.1± 4.5, p=0.01), havendo correlação inversa (R=−0.396, p=0.015) entre o IMC e o tamanho da sequencia repetitiva CAG (CAGn). Encontramos uma maior sensibilidade periférica à insulina (HOMA2-%S, p=0.003, corrigido pelo IMC) e níveis séricos mais elevados da proteína ligante do IGF-1, IGFBP-1 (p=0.001) na DMJ/SCA3. A IGFBP1 correlacionou-se diretamente à CAGn (R=0.452; p = 0.006) e a sensibilidade à insulina inversamente à idade de início dos sintomas (R=-0.444; P = 0.003). Concluímos, na revisão sistemática, que as escalas semi-quantitativas SARA e NESSCA, e as quantitativas SCAFI e CCFS seriam os melhores desfechos para um ECR. O uso de lítio foi seguro após 24 semanas de tratamento, não havendo diferenças no número total de eventos adversos entre os grupos lítio (50,3%) e placebo (49,7%, p=1.00). O grupo placebo apresentou maior progressão (que não foi significativa) nos escores NESSCA (0.35 pontos, 95% IC -1.0 a 1.7, p=0.222, desfecho primário de efetividade) e SARA (0.96 pontos, 95% IC -0.46 a 2.38, p=0.329), após 48 semanas de tratamento. A gravidade da ataxia de marcha (p=0.008), as provas funcionais quantitativas: PATA rate (p=0.002) e Click Test ND (p=0.023), e os escores compostos SCAFI (p=0.015) e CCFS (p=0.029) apresentaram menor progressão no grupo tratado com lítio durante as 48 semanas. Conclusão: Os resultados destes estudos ajudam no entendimento da depressão e alterações nutricionais da DMJ/SCA3 e apontam a IGFBP-1 como biomarcador e a sensibilidade periférica insulínica como modificador do fenótipo. Houve efetividade do tratamento com carbonato de lítio nos desfechos secundários do ECR, sendo necessária confirmação por ensaios clínicos multicêntricos. / Background: Machado-Joseph disease (MJD) or spinocerebellar ataxia type 3 (SCA3) is caused by a CAG repeat expansion at ATXN3 gene, leading to progressive degeneration of multiple neurological systems. MJD/SCA3 is an invariably progressive disorder, with no current treatment. Objectives: To describe new disease biomarkers, non-motor aspects and to define the clinical SCA scales to be utilized as main outcomes in future randomized controlled trials (RCT) on MJD/SCA3. And further assess safety and effectiveness of lithium carbonate in reducing the progression of this condition. Methods: We performed a case-control study to evaluate: 1) the relation of MJD/SCA3 depressive symptoms, through Beck depression Inventory (BDI), with other clinical and molecular findings; 2) the Body Mass Index (BMI) of MJD/SCA3 patients and the correlation with other clinical, molecular and neuroimaging findings; and 3) the Insulin/IGF-1 system (IIS) in MJD/SCA3 and the possible biomarker properties of its components. We further performed a systematic review on the psychometric properties of the described SCAs scales in order to initiate the double-blind, parallel, placebo-controlled phase 2/3 clinical trial. 62 independently ambulatory MJD/SCA3 patients with ≤ 10 years of disease duration were randomly assigned in the RCT (1:1) to lithium (0.5-0.8mEq/L) or placebo. Results: BDI scores were higher in MJD/SCA3 patients (p= 0.012), with significant correlations only with the scales SARA (R=0.359, p=0.01) and NESSCA (R=0.412, p=0.003). MJD/SCA3 patients (N=46) presented lower BMI (24.4 ± 4.1) than control individuals (N=42, 27.1± 4.5, p=0.01). BMI correlated inversely with the length of the expanded CAG repeat (CAGn). We found higher peripheral sensitivity to insulin (HOMA2-%S, p=0.003, corrected for BMI) and serum levels of the IGF-1 binding protein, IGFBP-1 (p=0.001) in MJD/SCA3. IGFBP-1 correlated with CAGn (R=0.452; p = 0.006) and insulin sensitivity with the age of disease onset (R=-0.444; P = 0.003). In the systematic review we concluded that the semiquantitative SCA scales SARA and NESSCA and the quantitative instruments SCAFI and CCFS would be the most appropriate outcomes for the RCT. After 24 weeks, there were no differences in the number of adverse events in lithium (50.3%) and placebo (40.7%) groups (p=1.00) in the RCT. The placebo group presented a non-significant faster progression on NESSCA (0.35 points, 95% CI -1.0 to 1.7, p=0.612, primary effectiveness outcome) and SARA (0.96 points, 95% CI -0.46 to 2.38, p=0.186), after 48 weeks of treatment. Gait ataxia severity (p=0.008), the quantitative performance tasks: PATA rate (p=0.002) and Click Test ND (p=0.023), and the composite scores SCAFI (p=0.015) and CCFS (p=0.029) presented a slower progression under lithium therapy in the overall 48 weeks period. Conclusion: These studies added to the understanding of depressive and nutritional manifestations of MJD/SCA3 and points IGFBP-1 as a biomarker and peripheral insulin sensitivity as a disease phenotype modifier. The effectiveness of lithium carbonate treatment shown in secondary outcomes of the RCT opened a perspective for an effective therapy for this untreatable disorder that must be confirmed by large multicentric clinical trials.