[pt] A doença de Alzheimer (DA) é atualmente a forma mais comum de
demência. A perda sináptica no nível do sistema neurotransmissor, a presença de
placas amilóides extracelulares e emaranhados neurofibrilares intracelulares são
importantes eventos que diferenciam, no nível celular, a DA dentre outras
demências. Do ponto de vista químico, é bem conhecido que o peptídeo A(beta)
coordena os metais fisiológicos, como Cu e Zn, os quais, no cérebro de pacientes
com DA, estão mal distribuídos e concentrados em placas amilóides. Apesar da
agregação do peptídeo A(beta) ser uma das características mais marcantes da
patogênese da DA, a função das placas extracelulares composta por esse peptídeo
não é totalmente compreendida. A hipótese que a neurotoxicidade de A(beta) é melhor
explicada pela sua forma oligomérica é bastante aceita pela comunidade cientifica.
Há evidências que suportam a ligação entre metais fisiológicos e oligomerização
de A(beta). Os compostos atenuadores de interação metal-proteína (MPACs, do inglês,
Metal-Protein Attenuating Compounds) são uma classe promissora de compostos
para o tratamento da DA que diferem dos agentes quelantes fortes, porque, ao
invés de remover metais sistematicamente, esses corrigem interações anormais
com A(beta), inibindo a oligomerização de A(beta), além de prevenir reações redox que
podem gerar espécies reativas de oxigenio tóxicas. Neste contexto, o presente
trabalho avalia quatro compostos com potencial para atuar como MPAC, a saber,
INHHQ, HPCIH, H2QBS e INHOVA. Entre esses, três (INHHQ, HPCIH e
INHOVA) pertencem à classe química de aroíl-hidrazonas. A estabilidade de cada
composto foi testada durante 30 h em misturas de água/DMSO em diferentes
concentrações, a fim de definir a melhor condição para os estudos biológicos, e
um padrão de estabilidade adequado foi observado para todos os compostos, com
exceção do INHOVA, que se demonstrou muito sensível à hidrólise. INHHQ,
HPCIH e H2QBS foram analisados in vitro para avaliar a capacidades de competir
com A(beta) para Cu e Zn, por análises de RMN (1)H e (1)H x (15)N HSQC: INHHQ e
HPCIH apresentaram perfis de sequestro de metais similares e H2QBS mostrou
uma maior capacidade para a remoção de íons metálicos do A(beta). Estudos celulares
foram realizados a fim de avaliar a citotoxicidade. INHHQ e HPCIH apresentaram
os perfis mais promissores, sugerindo que tais toxicidades sejam relacionadas à
sobre-expressão da proteína precursora amiloide (APP, do inglês: Amyloid
precursor protein). Ambas as substâncias foram avaliadas quanto a sua
capacidade de afetar a rota do APP por meio de análises proteômicas em uma
linha celular que sobre-expressa APP. Os resultados sugeriram a possível
interação dos compostos com as gama-secretases. Foram realizados ensaios de
toxicidade aguda in vivo, não apresentando letalidade em doses de até 200 mg kg(-1)
. Foram avaliados parâmetros bioquímicos, tais como as concentrações de GSH e
Fe, Cu e Zn em cérebro, fígado, coração e rins. Os resultados sugeriram que
H2QBS possui alta capacidade para deslocar os biometais em ratos, quando
administrado em doses elevadas. Estudos de efetividade in vivo foram realizados
para avaliar a capacidade da substância mais promissora, ou seja, INHHQ, de
afetar o comportamento em modelos animais. Para esse propósito, ansiedade e
memória foram avaliadas em camundongos, através dos testes de Labirinto em
Cruz Elevado, Campo Aberto e Reconhecimento de Novo Objeto. Os resultados
indicaram que o tratamento com INHHQ não altera a resposta defensiva
relacionada ao medo/ansiedade e que doses de 10 mg kg(-1) ou maiores induzem
comprometimento cognitivo temporário em camundongos saudáveis. Finalmente,
provou-se que uma dosagem INHHQ inócua de 1 mg kg(-1) evita problemas de
memória a curto e longo prazos induzidos pela infusão de oligômeros de Aβ em
camundongos. Os resultados relatados nesta tese apontam para o INHHQ como
um bom candidato p / [en] Alzheimer s disease (AD) is currently the most common form of dementia
worldwide. The synaptic loss at the neurotransmitter system level and the
presence of extracellular amyloid plaques and intracellular neurofibrillary tangles
are major events that identify AD among other dementias, at the cellular level.
From a chemical point of view, it is well-known that A(beta) peptide coordinates
physiological metals, such as Cu and Zn, which, in AD patients brain, are poorly
distributed and concentrated in amyloid plaques. Despite the fact that aggregation
of the A(beta) peptide is one of the most important features of AD pathogenesis, the
function of the extracellular plaques composed by this peptide is not fully
understood. The hypothesis that A(beta) neurotoxicity is best explained by its
oligomeric form is well accepted. There are evidences supporting the link between
physiological metals and oligomerization of A(beta). Metal-Protein Attenuating
Compounds (MPACs), a promising class of compounds for the management of
AD and differ from strong chelating agents, once, instead of systematically
removing metals, they correct abnormal interactions with A(beta), inhibiting the A(beta)
oligomerization, as well as preventing redox reactions that can ultimately generate
harmful reactive oxygen species (ROS). In this context, the present work
evaluates four compounds with potential to act as MPACs, namely, INHHQ,
HPCIH, H2QBS and INHOVA. Among them, three substances (INHHQ, HPCIH
and INHOVA) belong to the chemical class of aroylhydrazones. The stability of
each compound was tested over 30 h in water/DMSO mixtures of different
concentrations in order to define the best condition for the biological studies and a
suitable stability pattern was observed for all compounds, with the exception of
INHOVA, which showed high sensibility to hydrolysis. INHHQ, HPCIH and
H2QBS were analyzed in vitro in order to evaluate their ability to compete with
A(beta) for Cu and Zn, by (1)H and (1)H x (15)N HSQC NMR analyses: a similar metalsequestering
profile for INHHQ and HPCIH was observed, H2QBS, on the other
hand, showed a higher capacity for the removal of metal ions from A(beta). Cell
studies were performed in order to assess cytotoxicity. INHHQ and HPCIH
showed the most promising profiles, suggesting that their toxicity was related to
the amyloid precursor protein (APP) overexpression. Both substances were then
evaluated concerning their capacity to affect the APP pathway by means of
proteomic analyses in an exposed APP-overexpressing cell line. Results suggest
possible interaction of both compounds with γ-secretases. In vivo acute toxicity
assays were performed, showing no lethality at doses up to 200 mg kg(-1). Several
biochemical parameters, such as GSH and Fe, Cu and Zn concentrations in brain,
liver, heart and kidneys were evaluated. The results suggested that H2QBS present
high capacity to displace biometals in rats, when high doses are administered. In
vivo effectiveness studies were performed in order to evaluate the capacity of the
most promising substance, i.e., INHHQ, of affecting behavior in animal models.
For this purpose, anxiety and memory were evaluated in mice, through Elevated
Plus Maze, Open Field and Novel Object Recognition tests. The results indicated
that INHHQ treatment does not alter the fear / anxiety-related defensive responses
and that doses of 10 mg kg(-1) or higher induce temporary cognitive impairment in
healthy mice. Finally, it was proved that an innocuous INHHQ dosage of 1 mg kg (-1)
does prevent short- and long-term memory impairment induced by A(beta) oligomers
infusion in mice. The findings reported in this thesis definitively point to
INHHQ as a good candidate for further pre-clinical trials, as a potential MPAC for
AD treatment.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:puc-rio.br/oai:MAXWELL.puc-rio.br:34021 |
| Date | 28 May 2018 |
| Creators | ANNA DE FALCO |
| Contributors | NICOLAS ADRIAN REY |
| Publisher | MAXWELL |
| Source Sets | PUC Rio |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | TEXTO |
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