Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In Alzheimer s disease (AD), β-amyloid peptide (Aβ) has been linked with synaptic loss and cognitive dysfunction, albeit the precise mechanism remains unknown. An involvement of N-Methyl-D-Aspartate receptors (NMDAR) in AD is proposed, since its inhibition attenuates some aspects of AD s neuropathology. In this regard, polyamines, like spermidine and spermine, positive modulators of NMDARs, have been shown to have both concentration and synthesis increased by Aβ. Using the novel object recognition task we showed that negative modulation of polyamine system, been trough blockade of its binding site at NMDAR by arcaine (0.02 nmol/site), traxoprodil (0.002 nmol/site), or inhibition of polyamine synthesis by DFMO (2.7 nmol/site), reverses Aβ25-35-induced memory impairment in mice. The activation of polyamine binding site at NMDAR located at extrasynaptic sites might underlie the cognitive deficits of Aβ25-35-treated mice, since incubation of hippocampal neuron cultures with spermidine (400 μM) or Aβ25-35 (10 μM) significantly increased nuclear accumulation of jacob protein, a marker of extrasynaptic NMDAR activation. Moreover, traxoprodil (4nM), arcaine (4 μM) or DFMO (5 μM) blocked the Aβ-induced jacob nuclear translocation. Activation of extrasynaptic NMDAR in neurons leads to striping of synaptic contacts and simplification of neuronal cytoarchitecture. Incubation of hippocampal neuron cultures with traxoprodil (4 Nm), arcaine (4 μM) or DFMO (5 μM) reversed the deleterious effects of Aβ25-35 on dendritic spine number and spine morphology. We also evaluated the involvement of A-type K+ currents on the Aβ25-35-induced memory impairment. Administration of Tx3-1 (3 100 pmol/site), a selective IA blocker, restored memory of mice injected with Aβ25-35 and tested on the novel object recognition task The reversal of memory impairment and the protective effect on dendritic spine alterations exerted by the modulators of the polyamine system suggest the polyamine binding site at extrasynaptic NMDAR a potential player in Aβ-induced cognitive deficit. / O peptídeo β-amiloide (Aβ), reconhecido como agente tóxico na Doença de Alzheimer (DA) é implicado como causador de danos cognitivos e sinápticos, apesar de os mecanismos não serem completamente compreendidos. O envolvimento do receptor N-metil-D-aspartato (NMDA) na DA é sugerido, visto que o seu bloqueio atenua alguns aspectos neuropatológicos da DA. Nesse contexto, tem sido demonstrado que as poliaminas, como espermidina e espermina, moduladores positivos do receptor NMDA, possuem níveis e síntese elevada tanto no cérebro de pacientes com DA como em preparações in vitro utilizando o peptídeo Aβ. Neste estudo demonstrou-se que a modulação do sistema das poliaminas, através do bloqueio do seu sítio de ligação no receptor NMDA por arcaína (0,02 nmol/sítio), traxoprodil (0,002 nmol/sítio) ou da inibição de sua síntese por DFMO (2,7 nmol/sítio), reverte o déficit cognitivo induzido pela injeção de Aβ25-35 em camundongos testados na tarefa de reconhecimento de objetos. A ativação do sítio de ligação das poliaminas em receptores NMDA extrassinápticos pode subjazer o déficit cognitivo de camundongos injetados com Aβ25-35, visto que a incubação de culturas primárias de neurônios hipocampais com espermidina (400 μM), NMDA (200 μM) ou Aβ25-35 (10 μM) aumenta o acúmulo nuclear de jacob, um marcador de ativação de receptores NMDA extrassinápticos, de maneira significante. Ademais, traxoprodil (4 nM), arcaína (4 μM) ou DFMO (5 μM) bloquearam o acúmulo nuclear de jacob induzido por Aβ. A ativação de receptores NMDA extrassinápticos em neurônios leva a simplificação da citoarquitetura neuronal e a diminuição de contatos sinápticos. Aqui demonstrou-se que a incubação de culturas de neurônios hipocampais com traxoprodil (4 nM), arcaína (4 μM) ou DFMO (5 μM) reverte as alterações na a densidade e morfologia de espinhas dendríticas induzido pela incubação com Aβ25-35. Ainda, também avaliou-se o envolvimento de correntes de K+ do tipo A no déficit cognitivo induzido pela injeção i.c.v. de Aβ25-35. A administração de Tx3-1 (3 100 pmol/sítio), um bloqueador seletivo de correntes IA, reverteu o prejuízo de memória de camundongos injetados com Aβ25-35 e testados na tarefa de reconhecimento de objetos. A reversão dos danos cognitivos e sinápticos induzidos por Aβ25-35 através da modulação do sistema das poliaminas sugere a estimulação do sítio de ligação das poliaminas no receptor NMDA, possivelmente extrassínaptico, como um dos mecanimos por trás do déficit cognitivo induzido pelo peptídeo Aβ.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/4483 |
| Date | 18 November 2013 |
| Creators | Gomes, Guilherme Monteiro |
| Contributors | Rubin, Maribel Antonello, Porciúncula, Lisiane de Oliveira, Fachinetto, Roselei, Oliveira, Mauro Schneider, Royes, Luiz Fernando Freire |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: Bioquímica Toxicológica, UFSM, BR, Bioquímica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 200800000002, 400, 500, 300, 300, 500, 300, 500, 17f72a93-232f-40b3-9c14-1b54b978789b, 30cbc093-3a28-4e5e-b2ef-1916a18d954d, 85c9bd88-7da3-4393-a0c5-9940b096dc8e, 6a615e4f-285a-4d77-aeb6-a33cd9c07f80, df67a9a8-bb2b-4fe4-b1ab-0baffdb61ead, 606a5885-4038-438d-8b9d-cec2378006a1 |
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