A acetilcolinesterase (AChE) é uma enzima essencial que encerra a transmissão colinérgica através de uma rápida hidrólise do neurotransmissor, acetilcolina (ACh). Uma ampla série de evidências mostraram que os inibidores da AChE podem interferir com a progressão da doença de Alzheimer (DA). O desenvolvimento bem sucedido de compostos inibidores da AChE foi baseado na teoria de que o declínio nas funções cognitivas e mentais associadas a DA está relacionado com a perda da neurotransmissão cortical colinérgica, sendo assim, esses compostos podem ser usados para tratar as deficiências colinérgicas. Uma coleção de moléculas orgânicas foi escaneada para ser avaliada a capacidade dessas moléculas em inibir a atividade enzimática da AChE com o objetivo de se encontrar compostos líderes para posteriores otimizações, conduzindo a fármacos com aumento da eficácia e/ou menores efeitos adversos. As estratégias aplicadas incluem o screening ou triagem virtual baseado na estrutura e também no ligante, modelagem farmacofórica, docking molecular e buscas por similaridade (forma e eletrostática). Os estudos foram também concentrados na descoberta de novas classes de inibidores da AChE, tendo como molécula de referência o fármaco donepezil, o qual inaugurou uma nova classe de inibidores da AChE com a ação mais longa e mais seletiva com efeitos adversos manejáveis. Do total de compostos triados, 50 foram selecionados com adequadas propriedades físico-químicas e ADME/Tox. Em geral, esses compostos possuem substancial interação com o sítio periférico aniônico (PAS) da AChE e a maioria deles faz interações adicionais com o sítio catalítico (CAS) e com outros resíduos de aminoácidos importantes ao longo da enzima. Destes 50 compostos, oito foram comercialmente adquiridos e os ensaios enzimáticos revelaram que estes compostos exibem uma alta afinidade pela AChE. Os resultados apontam, ainda, que o composto entitulado ZINC30019441 exibiu a mais potente atividade inibitória para a AChE, com 1,8 micromolar de concentração, e os demais ficaram ainda situados em baixo micromolar, de 2 a 3 micromolar de concentração. Estes resultados, além das modificações químicas ora propostas in silico para estes inibidores protótipos, apontam para o desenvolvimento de uma nova e promissora série de potentes anticolinesterásicos, contendo propriedades de fármacos, as quais são ainda apropriadas para atuarem no Sistema Nervoso Central e interagirem com o peptídeo beta-amiloide, com vistas ao tratamento quimioterápico da doença de Alzheimer. A perspectiva imediata inclui os ensaios de anti-agregação do peptídeo com os oito inibidores já testados com a Acetilcolinesterase. / Acetylcholinesterase (AChE) is an essential enzyme that terminates cholinergic transmission by rapid hydrolysis of the neurotransmitter acetylcholine (ACh). A wide range of evidence shows that AChE inhibitors may interfere with the progression of Alzheimer\'s disease (AD). The successful development of AChE inhibitor compounds was based on the theory that the decline in cognitive and mental functions associated with AD is related to the loss of cortical cholinergic neurotransmission, thus, these compounds can be used for treating cholinergic deficiencies. A collection of organic molecules has been scanned to evaluate the ability of these molecules to inhibit the enzymatic activity of AChE in order to find lead compounds for further optimization, leading to drugs with increased efficacy and/or fewer adverse effects. The strategies applied include structure-based virtual screening and also in ligand-based virtual screening, pharmacophoric modeling, molecular docking and similarity searches (shape and electrostatic). Studies have also focused on the discovery of new classes of AChE inhibitors, having as a reference molecule the drug donepezil, which has opened a new class of AChE inhibitors with longer and more selective action with manageable side effects. 50 of the compounds screened, were selected with appropriate physical and chemical properties and ADME/Tox. In general, these compounds possess substantial interaction with the peripheral anionic site (PAS) of AChE and most of them make further interact with the catalytic site (CAS) and other key amino acid residues throughout the enzyme. Out of these 50 compounds, eight were commercially purchased and the enzyme assays have shown that these compounds exhibit a high affinity for AChE. The results show also that the compound titled ZINC30019441 exhibited the most potent inhibitory activity for AChE, with 1.8 micromolar concentration, and the rest were still located in low micromolar, 2-3 micromolar concentration. These results as well as chemical modifications herein proposed for these prototypes, indicate the development of a new and promising series of potent anticholinesterase containing drug properties, which are still suitable to act on the central nervous system and interact with the ?-amyloid peptide, for chemotherapy treatment of Alzheimer\'s disease. The immediate prospect includes the peptide anti-aggregation assays with the eight inhibitors already tested against acetylcholinesterase

A doença de Alzheimer (DA) é a forma mais comum de demência, representando cerca de 80% dos casos. A DA é caracterizada por um processo de declínio progressivo e irreversível das funções cognitivas e da memória, que se estende para a desorganização do comportamento. Atualmente, 46,8 milhões de pessoas em todo o mundo foram diagnosticadas com demência. Embora vários fatores tenham sido implicados na DA, sua etiologia ainda não é completamente conhecida. Do ponto de vista neuropatológico, é observado no cérebro de indivíduos com DA atrofia cortical difusa, presença de grande número de placas senis, emaranhados neurofibrilares, processo inflamatório e perda neuronal. A progressão dos sintomas está associada a mudanças estruturais nas sinapses colinérgicas em certas regiões do cérebro, que consequentemente, apresentam neurotransmissão colinérgica reduzida. Os vários eventos patológicos interligados contribuem para o avanço da doença e direcionam diversas pesquisas na busca por tratamentos multialvos com base no processo multifatorial de DA. Assim o presente trabalho descreve a síntese de derivados híbridos dual binding site de donepezila-tacrina (fármacos inibidores de acetilcolinesterase), com potencial para agir em dois alvos terapêuticos pela (i) inibição da acetilcolinesterase em ambos os sítios ativo e periférico, como demonstrado pelos estudos de modelagem molecular, e (ii) na agregação do peptídeo A? neurotóxico induzido pela acetilcolinesterase, na tentativa de interromper a progressão da doença. A estratégia sintética envolveu a condensação da 5,6-dimetóxiindanona com a unidade 4-piperidinil carbaldeído, a qual forneceu o intermediário 5,6- dimetóxindan-1-ona-4-piperidinil-metileno-1-[(4-cloroquinolin-2-il)metil], seguido de redução da dupla ligação, gerada na reação de condensação anterior, e substituição do átomo de cloro-quinolina por amino para obtenção do produto final, ou manutenção da função olefina, seguido de substituição do átomo de cloro-quinolina por azido ou amino, gerando cinco híbridos estruturalmente correlacionados. Os híbridos foram testados em ensaio de inibição de acetilcolinesterase e butirilcolinesterase pelo método de Ellman, e o híbrido insaturado, contendo a função amino-quinolina foi o mais ativo da série com IC50 na faixa de nanomolar (0,014 ?M). Futuramente, os intermediários da reação e produto final serão submetidos ao ensaio de inibição da agregação do peptídeo A? neurotóxico pelo método da tioflavina T. Neste trabalho, também são descritos os testes de predição in vitro para permeação pela barreira hematoencefálica, bem como sua absorção intestinal, pelo método PAMPA. / Alzheimer\'s disease (AD) is the most commom form of dementia in almost 80% of the cases. AD is a process that causes a progressive and irreversible decline of cognitive functions, memory and includes disorganized behavior. Currently, 46.8 million people live with dementia around the world. Although several factors have been implicated in AD, its etiology is not fully understood. In the point of neuropathologic view, diffuse cortical atrophy, presence of senile plaques, neurofibrillary tangles, inflammatory process and neuronal loss are observed in the brain of the patients with AD. The progression of the disease symptoms is associated with structural changes in cholinergic synapses in certain brain regions and consequent impairment of cholinergic neurotransmission. The various interconnected pathological events contribute for the progression of the disease and drive several studies in the search for multitarget treatments based on the multifactorial process of AD. Therefore, this work describes the synthesis of dual binding site tacrine-donepezil hybrids, with the potential to act in two therapeutics targets by: (i) inhibition of the acetylcholinesterase in both peripheral and active sites, as demonstrated in molecular modeling studies, and (ii) the peptide A? neurotoxic aggregation induced by acetylcholinesterase, in an attempt to stop the progression of the disease. The synthetic strategy was based on the condensation between 5,6- dimethoxy-indanone and the 4-piperidinyl carbaldehyde core, which afforded the 5,6- dimethoxy-indanone-4-piperidinyl-methylene-1-[(4-chloroquinolin-2-yl)methyl] intermediate, followed by the reduction of the olefinic bond, formed in the previous condensation, and substitution of the chloro-quinoline atom by amine group to give the final product, or keeping the olefin function, followed by replacement of the chloro-quinoline atom by azide or amine to produce five structural related hybrids. The hybrids were tested in acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase inhibition assays using Ellman method, and the unsaturated hybrid containing the amino-quinoline function was the most active of the series with IC50 in a nanomolar range (0,014 ?M). The ability of the hybrids to inhibit protein A? neurotoxic aggregation will be assessed by thioflavin T method. In addition, the blood brain and intestinal barrier permeation by PAMPA methodology were also predicted.

A acetilcolinesterase (AChE) é uma enzima essencial que encerra a transmissão colinérgica através de uma rápida hidrólise do neurotransmissor, acetilcolina (ACh). Uma ampla série de evidências mostraram que os inibidores da AChE podem interferir com a progressão da doença de Alzheimer (DA). O desenvolvimento bem sucedido de compostos inibidores da AChE foi baseado na teoria de que o declínio nas funções cognitivas e mentais associadas a DA está relacionado com a perda da neurotransmissão cortical colinérgica, sendo assim, esses compostos podem ser usados para tratar as deficiências colinérgicas. Uma coleção de moléculas orgânicas foi escaneada para ser avaliada a capacidade dessas moléculas em inibir a atividade enzimática da AChE com o objetivo de se encontrar compostos líderes para posteriores otimizações, conduzindo a fármacos com aumento da eficácia e/ou menores efeitos adversos. As estratégias aplicadas incluem o screening ou triagem virtual baseado na estrutura e também no ligante, modelagem farmacofórica, docking molecular e buscas por similaridade (forma e eletrostática). Os estudos foram também concentrados na descoberta de novas classes de inibidores da AChE, tendo como molécula de referência o fármaco donepezil, o qual inaugurou uma nova classe de inibidores da AChE com a ação mais longa e mais seletiva com efeitos adversos manejáveis. Do total de compostos triados, 50 foram selecionados com adequadas propriedades físico-químicas e ADME/Tox. Em geral, esses compostos possuem substancial interação com o sítio periférico aniônico (PAS) da AChE e a maioria deles faz interações adicionais com o sítio catalítico (CAS) e com outros resíduos de aminoácidos importantes ao longo da enzima. Destes 50 compostos, oito foram comercialmente adquiridos e os ensaios enzimáticos revelaram que estes compostos exibem uma alta afinidade pela AChE. Os resultados apontam, ainda, que o composto entitulado ZINC30019441 exibiu a mais potente atividade inibitória para a AChE, com 1,8 micromolar de concentração, e os demais ficaram ainda situados em baixo micromolar, de 2 a 3 micromolar de concentração. Estes resultados, além das modificações químicas ora propostas in silico para estes inibidores protótipos, apontam para o desenvolvimento de uma nova e promissora série de potentes anticolinesterásicos, contendo propriedades de fármacos, as quais são ainda apropriadas para atuarem no Sistema Nervoso Central e interagirem com o peptídeo beta-amiloide, com vistas ao tratamento quimioterápico da doença de Alzheimer. A perspectiva imediata inclui os ensaios de anti-agregação do peptídeo com os oito inibidores já testados com a Acetilcolinesterase. / Acetylcholinesterase (AChE) is an essential enzyme that terminates cholinergic transmission by rapid hydrolysis of the neurotransmitter acetylcholine (ACh). A wide range of evidence shows that AChE inhibitors may interfere with the progression of Alzheimer\'s disease (AD). The successful development of AChE inhibitor compounds was based on the theory that the decline in cognitive and mental functions associated with AD is related to the loss of cortical cholinergic neurotransmission, thus, these compounds can be used for treating cholinergic deficiencies. A collection of organic molecules has been scanned to evaluate the ability of these molecules to inhibit the enzymatic activity of AChE in order to find lead compounds for further optimization, leading to drugs with increased efficacy and/or fewer adverse effects. The strategies applied include structure-based virtual screening and also in ligand-based virtual screening, pharmacophoric modeling, molecular docking and similarity searches (shape and electrostatic). Studies have also focused on the discovery of new classes of AChE inhibitors, having as a reference molecule the drug donepezil, which has opened a new class of AChE inhibitors with longer and more selective action with manageable side effects. 50 of the compounds screened, were selected with appropriate physical and chemical properties and ADME/Tox. In general, these compounds possess substantial interaction with the peripheral anionic site (PAS) of AChE and most of them make further interact with the catalytic site (CAS) and other key amino acid residues throughout the enzyme. Out of these 50 compounds, eight were commercially purchased and the enzyme assays have shown that these compounds exhibit a high affinity for AChE. The results show also that the compound titled ZINC30019441 exhibited the most potent inhibitory activity for AChE, with 1.8 micromolar concentration, and the rest were still located in low micromolar, 2-3 micromolar concentration. These results as well as chemical modifications herein proposed for these prototypes, indicate the development of a new and promising series of potent anticholinesterase containing drug properties, which are still suitable to act on the central nervous system and interact with the ?-amyloid peptide, for chemotherapy treatment of Alzheimer\'s disease. The immediate prospect includes the peptide anti-aggregation assays with the eight inhibitors already tested against acetylcholinesterase

A doença de Alzheimer (DA) é a forma mais comum de demência, representando cerca de 80% dos casos. A DA é caracterizada por um processo de declínio progressivo e irreversível das funções cognitivas e da memória, que se estende para a desorganização do comportamento. Atualmente, 46,8 milhões de pessoas em todo o mundo foram diagnosticadas com demência. Embora vários fatores tenham sido implicados na DA, sua etiologia ainda não é completamente conhecida. Do ponto de vista neuropatológico, é observado no cérebro de indivíduos com DA atrofia cortical difusa, presença de grande número de placas senis, emaranhados neurofibrilares, processo inflamatório e perda neuronal. A progressão dos sintomas está associada a mudanças estruturais nas sinapses colinérgicas em certas regiões do cérebro, que consequentemente, apresentam neurotransmissão colinérgica reduzida. Os vários eventos patológicos interligados contribuem para o avanço da doença e direcionam diversas pesquisas na busca por tratamentos multialvos com base no processo multifatorial de DA. Assim o presente trabalho descreve a síntese de derivados híbridos dual binding site de donepezila-tacrina (fármacos inibidores de acetilcolinesterase), com potencial para agir em dois alvos terapêuticos pela (i) inibição da acetilcolinesterase em ambos os sítios ativo e periférico, como demonstrado pelos estudos de modelagem molecular, e (ii) na agregação do peptídeo A? neurotóxico induzido pela acetilcolinesterase, na tentativa de interromper a progressão da doença. A estratégia sintética envolveu a condensação da 5,6-dimetóxiindanona com a unidade 4-piperidinil carbaldeído, a qual forneceu o intermediário 5,6- dimetóxindan-1-ona-4-piperidinil-metileno-1-[(4-cloroquinolin-2-il)metil], seguido de redução da dupla ligação, gerada na reação de condensação anterior, e substituição do átomo de cloro-quinolina por amino para obtenção do produto final, ou manutenção da função olefina, seguido de substituição do átomo de cloro-quinolina por azido ou amino, gerando cinco híbridos estruturalmente correlacionados. Os híbridos foram testados em ensaio de inibição de acetilcolinesterase e butirilcolinesterase pelo método de Ellman, e o híbrido insaturado, contendo a função amino-quinolina foi o mais ativo da série com IC50 na faixa de nanomolar (0,014 ?M). Futuramente, os intermediários da reação e produto final serão submetidos ao ensaio de inibição da agregação do peptídeo A? neurotóxico pelo método da tioflavina T. Neste trabalho, também são descritos os testes de predição in vitro para permeação pela barreira hematoencefálica, bem como sua absorção intestinal, pelo método PAMPA. / Alzheimer\'s disease (AD) is the most commom form of dementia in almost 80% of the cases. AD is a process that causes a progressive and irreversible decline of cognitive functions, memory and includes disorganized behavior. Currently, 46.8 million people live with dementia around the world. Although several factors have been implicated in AD, its etiology is not fully understood. In the point of neuropathologic view, diffuse cortical atrophy, presence of senile plaques, neurofibrillary tangles, inflammatory process and neuronal loss are observed in the brain of the patients with AD. The progression of the disease symptoms is associated with structural changes in cholinergic synapses in certain brain regions and consequent impairment of cholinergic neurotransmission. The various interconnected pathological events contribute for the progression of the disease and drive several studies in the search for multitarget treatments based on the multifactorial process of AD. Therefore, this work describes the synthesis of dual binding site tacrine-donepezil hybrids, with the potential to act in two therapeutics targets by: (i) inhibition of the acetylcholinesterase in both peripheral and active sites, as demonstrated in molecular modeling studies, and (ii) the peptide A? neurotoxic aggregation induced by acetylcholinesterase, in an attempt to stop the progression of the disease. The synthetic strategy was based on the condensation between 5,6- dimethoxy-indanone and the 4-piperidinyl carbaldehyde core, which afforded the 5,6- dimethoxy-indanone-4-piperidinyl-methylene-1-[(4-chloroquinolin-2-yl)methyl] intermediate, followed by the reduction of the olefinic bond, formed in the previous condensation, and substitution of the chloro-quinoline atom by amine group to give the final product, or keeping the olefin function, followed by replacement of the chloro-quinoline atom by azide or amine to produce five structural related hybrids. The hybrids were tested in acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase inhibition assays using Ellman method, and the unsaturated hybrid containing the amino-quinoline function was the most active of the series with IC50 in a nanomolar range (0,014 ?M). The ability of the hybrids to inhibit protein A? neurotoxic aggregation will be assessed by thioflavin T method. In addition, the blood brain and intestinal barrier permeation by PAMPA methodology were also predicted.

The main histological feature of Alzheimer\'s disease is the presence of amyloid plaques in the patient\'s brain. The most abundant element of these plaques is the β-amyloid peptide (Aβ). Initially soluble, the peptide exhibits in solution an intricate equilibrium among monomeric, oligomeric (some of which are regarded as the toxic species) and fibrillar states, which prevents its crystallization and subsequent structural determination by X-ray diffraction. High-pressure nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy has been used by our group to detect rare, high-energy monomeric Aβ (1-40) states, coexisting in equilibrium with oligomers and fibrils. This work aims to characterize the thermodynamics and the structure of the rare excited states of the Aβ peptide through the use of high pressure NMR. A large collection of NMR spectra of the Aβ (1-40) peptide as a function of pressure was recorded and analyzed. Secondary structure predictions revealed that the Aβ peptide adopts extended β-strand-like structures, similar to those found in amyloid-fibril structures. From the pressure curves of chemical shifts and cross-peak volumes, at least three monomeric states could be detected, which were thermodynamically characterized by the calculation of the variation of their Gibbs free energy (ΔGij) and molar partial volumes (ΔVij). The study of nuclear Overhauser effects (NOEs) and 3JHα-HN NMR couplings reinforces the existence of extended structures with β-strand propensity, both at ambient (0.1 MPa) and high (275 MPa) pressures. The interaction between the Aβ peptide and the D-peptides RD2 and RD2D3, D-enantiomeric fibril inhibitors, was also characterized. Our results indicate that the D-peptides recognize and bind to a more compact conformation of Aβ. The formation of the Aβ-D-peptide heterodimers ultimately prevents the formation of toxic oligomers, therefore representing a potential therapy against Alzheimer´s disease. Additionally, in the second chapter, we present results on the coiled-coils (CC) from group-III human septins (SEPT1, SEPT2, SEPT4 and SEPT5) also studied by NMR spectroscopy. Septins are GTP-binding proteins present in most eukaryotic organisms and capable of forming filaments, which are essential in cell division. In this study, we used 1H-1H-NOESY spectra to detect the orientation and helix pairings adopted by the C-terminal coiled-coils in solution. The NOE analysis, aided by back-calculated spectra, showed that the only sequence to show an antiparallel structure was SEPT2CC; all the others are parallel. However, the disappearance of specific peaks in the NMR spectrum of SEPT5CC caused by the attachment of a paramagnetic spin label indicates an antiparallel orientation, contrary to our other NMR result. A simple evaluation of the coiled-coil heptameric positions, based on the occurrence of each amino acid residue occupying each position, revealed that both orientations are equally stable. Despite being far less stable compared to other coiled-coils, both could exist physiologically. Other results from the group also suggest that these peptides could have the ability to form both parallel and antiparallel coiled-coils. We speculate that the antiparallel conformation might be related to cross-linking between filaments. / A principal característica histológica da doença de Alzheimer é a presença de placas amiloides no cérebro de pacientes. O constituinte mais abundante dessas placas é o peptídeo β-amiloide (Aβ). Inicialmente solúvel, o peptídeo exibe em solução um intrincado equilíbrio entre estados monoméricos, oligoméricos (alguns deles tidos como as espécies tóxicas) e fibrilares, o que impossibilita sua cristalização e posterior determinação estrutural por difração de raios-X. A espectroscopia de ressonância magnética nuclear (RMN) de alta pressão foi utilizada por nosso grupo para detectar estados monoméricos raros e de alta energia do Aβ(1-40), coexistindo em equilíbrio com oligômeros e fibras. Esse trabalho visa caracterizar a termodinâmica e a estrutura dos estados excitados raros do peptídeo Aβ através do uso da RMN de alta pressão. Uma grande coleção de espectros de RMN do peptídeo Aβ(1-40) em função da pressão foi coletada e analisada. Predições de estrutura secundária revelaram que o peptídeo Aβ adota estruturas estendidas do tipo fitas-β, similares àquelas encontradas em estruturas de fibras amiloides. A partir das curvas de deslocamento químico e volume de pico pela pressão, ao menos três estados monoméricos puderam ser detectados, os quais foram termodinamicamente caracterizados através do cálculo da variação das suas energias livres de Gibbs (ΔGij) e volumes parciais molares (ΔVij). O estudo de efeitos Overhauser nucleares (NOEs) e de acoplamentos 3JHα-HN de RMN reforçam a existência de estruturas estendidas com propensão a fitas-β, tanto a pressão ambiente (0,1 MPa) quanto em alta pressão (275 MPa). A interação entre o peptídeo Aβ e os D-peptídeos RD2 e RD2D3, inibidores D-enatioméricos de fibras, também foi caracterizada. Nossos resultados indicam que os D-peptídeos reconhecem e se ligam a uma conformação mais compacta de Aβ. A formação dos heterodímeros Aβ-D-peptídeo previne, por fim, a formação dos oligômeros tóxicos, representando uma potencial terapia contra a doença de Alzheimer. Adicionalmente, no segundo capítulo, apresentamos resultados sobre os coiled-coils (CC) das septinas humanas do grupo III (SEPT1, SEPT2, SEPT4 e SEPT5) também estudados por espectroscopia de RMN. Septinas são proteínas ligantes de GTP presentes na maioria dos organismos eucarióticos e capazes de formar filamentos, os quais são essenciais à divisão celular. Nesse estudo, utilizamos espectros 1H-1H-NOESY a fim de detectar a orientação e o pareamento de hélices adotados pelos coiled-coils em solução. A análise dos NOEs, auxiliada por espectros retrocalculados, mostrou que a única sequência a mostrar uma estrutura antiparalela foi SEPT2CC; todas as outras são paralelas. Entretanto, o desaparecimento de picos específicos no espectro de RMN de SEPT5CC causado pela presença de um marcador paramagnético de spin indica uma orientação antiparalela, contrário ao nosso outro resultado de RMN. Uma avaliação simples das posições heptaméricas dos coiled-coils, baseada na ocorrência de cada resíduo de aminoácido em ocupar cada posição, revelou que ambas as orientações são igualmente estáveis. Apesar de serem bem menos estáveis comparadas a outros coiled-coils, ambas poderiam existir fisiologicamente. Outros resultados do grupo também sugerem que esses peptídeos poderiam formar tanto coiled-coils paralelos quanto antiparalelos. Nós especulamos que a conformação antiparalela pode estar relacionada a ligações cruzadas entre filamentos.

A Doença de Alzheimer (DA) é o tipo mais comum de demência em idosos, a etiologia é multifatorial e a fisiopatologia da doença é complexa, com um novo caso acontecendo a cada sete segundos; globalmente, a doença está se tornando em uma lenta pandemia. Bioquimicamente, a DA é caracterizada pela presença das placas neuríticas (PNs) e os novelos neurofibrilares (NNFs). O peptídeo beta peptide1-42 (A?(1-42)) é o principal componente das placas neuríticas e tem sido fortemente associado ao estresse oxidativo, desregulação colinérgica e morte celular. Os múltiplos mecanismos envolvidos na patogênese criam consideráveis dificuldades para identificar alvos terapêuticos apropriados. As abordagens terapêuticas atuais melhoram temporariamente os sintomas da DA; no entanto, apesar de esforços intensivos, nenhum dos tratamentos disponíveis hoje conseguiu alterar o curso da doença. Porém, algumas das terapias mais relevantes para o tratamento da doença estão baseadas na atividade inibidora da acetilcolinesterase (AChE). Nos últimos anos, os alcaloides pertencentes à família Amaryllidaceae têm recebido muita atenção devido à atividade anticolinérgica e antioxidante. A galantamina foi o primeiro alcaloide isolado a partir de diferentes espécies de Amaryllidaceas e é o mais recente inibidor da AChE aprovado para o tratamento sintomático da DA. Este fato tem motivado a pesquisa de outros alcaloides como possíveis moduladores da doença em adição à atividade inibitória da AChE. Diante disso, o objetivo deste estudo foi investigar se o extrato de Caliphruria subedentata e a galantamina modulam a neurotoxicidade induzida pelo A?(1-42) na linhagem celular SH-SY5Y indiferenciada. Para compreender os mecanismos de neuroproteção, um conjunto de ensaios foi realizado tais como atividade inibitória da AChE, ensaios clonogênico, micronúcleos com bloqueio na citocinese celular (CBMNcyt), cometa; análises por microscopia eletrônica de transmissão (MET) e de metilação. Os resultados mostraram que tanto o extrato quanto a galantamina diminuíram significativamente a citotoxicidade e genotoxicidade induzida pelo A?(1-42). Além disso, ambos os tratamentos modularam alterações morfológicas mitocondriais induzidas pelo peptídeo. Em conclusão, os resultados deste estudo demonstraram que, em adição à atividade inibitória da AChE, tanto o extrato de C. subedentata quanto a galantamina exercem propriedades antigenotóxicas. Essas propriedades relevantes da Amaryllidaceaes e o fármaco tornam-se um potencial valioso para continuar sendo explorado. / Alzheimer´s disease (AD) is the most common type of dementia in elderly population, the etiology is multifactorial and the pathophysiology of the disease is complex, with a new case occurring every seven seconds; globally, the disease itself is becoming a slowly pandemic. Biochemically, the AD is characterized by presence of the neuritic plaques and neurofibrillary tangles. Amyloid beta peptide1-42 (A?(1-42)) is the principal component of neuritic plaques and it has been strongly associated with oxidative stress, cholinergic deregulation and cell death. The multiple mechanisms involved in the pathogenesis create considerable difficulty to identify appropriate targets. The current therapeutics approaches for AD improve temporally the symptoms; and despite intensive efforts, none of the treatments available today alter the course of disease. Nervertheless, some of the most relevant therapies for the treatment of disease are based on acetylcholinesterase (AChE) inhibitor activity. In recent years, alkaloids belonging Amaryllidaceae family have received great attention due to the well-known anticholinergic and antioxidant activity and the galanthamine was the first alkaloid isolated from different species of Amaryllidacea and it is the most recently AChE inhibitor approved for the symptomatic treatment of AD. This fact has motivated the screening of other alkaloids as possible modulators of disease in addition acetylcholinesterase activity. Purpose this study was to investigate whether C. subedentata extract and galanthamine modulate A?(1-42)- induced neurotoxicity in the undifferentiated SH-SY5Y cell line. To understand the mechanisms of the neuroprotection, a set of biomarkers such as AChE activity, clonogenic, cytokinesis block micronucleus cytome (CBMNcyt) and comet assays; beside transmission electron microscope (TEM) and methylation analyses were realized. The results showed that C. subedentata extract and galanthamine were capable to significantly reduce the A?(1-42)- induced cytotoxicity and genotoxicity. Furthermore both treatments modulated A?(1-42)- induced mitochondrial morphological alterations. In conclusion, this study demonstrated that in addition to inhibition of acetylcholinesterase (AChE), the extract of C. subedentata and galanthamine exert antigenotoxic properties. This relevant property of Amaryllidaceaes and galanthamine are worthwhile exploring further which may improve the development of new diseases-modifying agents.

A Doença de Alzheimer (DA) é o tipo mais comum de demência em idosos, a etiologia é multifatorial e a fisiopatologia da doença é complexa, com um novo caso acontecendo a cada sete segundos; globalmente, a doença está se tornando em uma lenta pandemia. Bioquimicamente, a DA é caracterizada pela presença das placas neuríticas (PNs) e os novelos neurofibrilares (NNFs). O peptídeo beta peptide1-42 (A?(1-42)) é o principal componente das placas neuríticas e tem sido fortemente associado ao estresse oxidativo, desregulação colinérgica e morte celular. Os múltiplos mecanismos envolvidos na patogênese criam consideráveis dificuldades para identificar alvos terapêuticos apropriados. As abordagens terapêuticas atuais melhoram temporariamente os sintomas da DA; no entanto, apesar de esforços intensivos, nenhum dos tratamentos disponíveis hoje conseguiu alterar o curso da doença. Porém, algumas das terapias mais relevantes para o tratamento da doença estão baseadas na atividade inibidora da acetilcolinesterase (AChE). Nos últimos anos, os alcaloides pertencentes à família Amaryllidaceae têm recebido muita atenção devido à atividade anticolinérgica e antioxidante. A galantamina foi o primeiro alcaloide isolado a partir de diferentes espécies de Amaryllidaceas e é o mais recente inibidor da AChE aprovado para o tratamento sintomático da DA. Este fato tem motivado a pesquisa de outros alcaloides como possíveis moduladores da doença em adição à atividade inibitória da AChE. Diante disso, o objetivo deste estudo foi investigar se o extrato de Caliphruria subedentata e a galantamina modulam a neurotoxicidade induzida pelo A?(1-42) na linhagem celular SH-SY5Y indiferenciada. Para compreender os mecanismos de neuroproteção, um conjunto de ensaios foi realizado tais como atividade inibitória da AChE, ensaios clonogênico, micronúcleos com bloqueio na citocinese celular (CBMNcyt), cometa; análises por microscopia eletrônica de transmissão (MET) e de metilação. Os resultados mostraram que tanto o extrato quanto a galantamina diminuíram significativamente a citotoxicidade e genotoxicidade induzida pelo A?(1-42). Além disso, ambos os tratamentos modularam alterações morfológicas mitocondriais induzidas pelo peptídeo. Em conclusão, os resultados deste estudo demonstraram que, em adição à atividade inibitória da AChE, tanto o extrato de C. subedentata quanto a galantamina exercem propriedades antigenotóxicas. Essas propriedades relevantes da Amaryllidaceaes e o fármaco tornam-se um potencial valioso para continuar sendo explorado. / Alzheimer´s disease (AD) is the most common type of dementia in elderly population, the etiology is multifactorial and the pathophysiology of the disease is complex, with a new case occurring every seven seconds; globally, the disease itself is becoming a slowly pandemic. Biochemically, the AD is characterized by presence of the neuritic plaques and neurofibrillary tangles. Amyloid beta peptide1-42 (A?(1-42)) is the principal component of neuritic plaques and it has been strongly associated with oxidative stress, cholinergic deregulation and cell death. The multiple mechanisms involved in the pathogenesis create considerable difficulty to identify appropriate targets. The current therapeutics approaches for AD improve temporally the symptoms; and despite intensive efforts, none of the treatments available today alter the course of disease. Nervertheless, some of the most relevant therapies for the treatment of disease are based on acetylcholinesterase (AChE) inhibitor activity. In recent years, alkaloids belonging Amaryllidaceae family have received great attention due to the well-known anticholinergic and antioxidant activity and the galanthamine was the first alkaloid isolated from different species of Amaryllidacea and it is the most recently AChE inhibitor approved for the symptomatic treatment of AD. This fact has motivated the screening of other alkaloids as possible modulators of disease in addition acetylcholinesterase activity. Purpose this study was to investigate whether C. subedentata extract and galanthamine modulate A?(1-42)- induced neurotoxicity in the undifferentiated SH-SY5Y cell line. To understand the mechanisms of the neuroprotection, a set of biomarkers such as AChE activity, clonogenic, cytokinesis block micronucleus cytome (CBMNcyt) and comet assays; beside transmission electron microscope (TEM) and methylation analyses were realized. The results showed that C. subedentata extract and galanthamine were capable to significantly reduce the A?(1-42)- induced cytotoxicity and genotoxicity. Furthermore both treatments modulated A?(1-42)- induced mitochondrial morphological alterations. In conclusion, this study demonstrated that in addition to inhibition of acetylcholinesterase (AChE), the extract of C. subedentata and galanthamine exert antigenotoxic properties. This relevant property of Amaryllidaceaes and galanthamine are worthwhile exploring further which may improve the development of new diseases-modifying agents.