Estudo Salk descobre que o diabetes aumenta os níveis de proteínas ligadas às características da doença de Alzheimer

Estudo Salk descobre que o diabetes aumenta os níveis de proteínas ligadas às características da doença de Alzheimer

Modelo de camundongo pode fornecer pistas sobre o mecanismo que liga diabetes e envelhecimento à doença de Alzheimer

LA JOLLA, CA—Evidências crescentes sugerem que pode haver uma ligação entre diabetes e Doença de Alzheimer, mas os mecanismos fisiológicos pelos quais o diabetes afeta a função cerebral e a cognição não são totalmente compreendidos. Em um novo estudo publicado na Célula Envelhecida, pesquisadores do Salk Institute for Biological Studies mostram, pela primeira vez, que o diabetes aumenta o desenvolvimento de características de envelhecimento que podem estar subjacentes a eventos patológicos precoces na doença de Alzheimer.

Especificamente, a equipe de Salk encontrou aumentos em duas características do Alzheimer - acúmulos de beta-amilóide (Abeta) e proteína tau - no cérebro de camundongos diabéticos, especialmente nas células ao redor dos vasos sanguíneos. Abeta, o peptídeo mal dobrado que se acredita ser em parte causador da doença de Alzheimer, agregado dentro de astrócitos, células cerebrais em forma de estrela que, ao interagir com Abeta, liberam moléculas inflamatórias que podem destruir neurônios. Anteriormente, isso não havia sido demonstrado em modelos de camundongos com diabetes tipo 1 (T1D).

Pesquisador associado Antonio Currais e Pamela Maher, cientista sênior do Laboratório de Neurobiologia Celular.

Imagem: Cortesia do Salk Institute for Biological Studies

“Nosso estudo apóia e amplia as ligações entre diabetes, envelhecimento e Alzheimer”, diz a autora sênior Pamela Maher, cientista sênior da Salk's Laboratório de Neurobiologia Celular. “Mostramos que o diabetes tipo 1 aumenta o acúmulo de beta-amilóide associado a vasos no cérebro e causa envelhecimento acelerado do cérebro”.

As descobertas sugerem que o sistema neurovascular pode ser um bom candidato a novos alvos terapêuticos para tratar o Alzheimer nos estágios iniciais da doença.

Esta imagem de microscópio mostra vasos sanguíneos no cérebro de camundongos (verde) cercados por peptídeos beta-amilóides (vermelho), um componente das placas amilóides encontradas nos cérebros de pacientes com Alzheimer. Os pesquisadores da Salk descobriram que esses peptídeos se acumulam no cérebro de camundongos diabéticos e idosos, uma descoberta que pode ajudar a explicar a conexão entre diabetes e Alzheimer.

Imagem: Cortesia do Salk Institute for Biological Studies

Alzheimer e diabetes são duas doenças que estão aumentando em um ritmo alarmante na população dos EUA. A doença de Alzheimer afeta um em cada 10 americanos com mais de 65 anos de idade e quase 50% daqueles com mais de 85 anos. Da mesma forma, mais de 8% dos americanos (aproximadamente 26 milhões de pessoas) têm diabetes, com a grande maioria desses indivíduos com mais de 60 anos.

Maher diz que sua equipe não tem certeza do mecanismo preciso por trás do aumento de Abeta e tau no cérebro do camundongo, mas seus dados sugerem que alterações nos astrócitos, bem como outros processos pró-inflamatórios e a ligação de proteínas com moléculas de açúcar (chamadas não -glicação enzimática), pode contribuir.

“Os astrócitos desempenham um papel fundamental na manutenção das células nervosas no cérebro”, diz o principal autor do estudo, Antonio Currais, pesquisador de pós-doutorado no Salk. “Tanto a inflamação periférica crônica quanto o aumento da glicação não enzimática estão associados ao diabetes, e essas alterações podem atuar no cérebro para alterar a função dos astrócitos, o que eventualmente leva a alterações semelhantes ao Alzheimer”.

Todas as células nervosas estão intimamente ligadas aos vasos sanguíneos, pois precisam de nutrientes - especialmente glicose (açúcar) e oxigênio - fornecidos pelo sangue para funcionar. Os astrócitos facilitam a transferência de nutrientes entre os vasos sanguíneos e as células. O acúmulo de Abeta em locais onde os astrócitos interagem com os vasos sanguíneos sugere que isso pode prejudicar a transferência de nutrientes. O tipo de localização Abeta visto nos modelos de camundongos de Maher também é encontrado em pacientes humanos com Alzheimer

Para examinar as contribuições do diabetes para a patologia relacionada ao Alzheimer no cérebro envelhecido, os pesquisadores do Salk induziram o T1D em dois conjuntos de modelos de camundongos. Um conjunto, conhecido como camundongos SAMP8, sofre envelhecimento acelerado e desenvolve deterioração precoce no aprendizado e na memória, além de uma série de alterações cerebrais semelhantes às encontradas no mal de Alzheimer. O outro conjunto, os camundongos SAMR1, que neste estudo vieram do mesmo pool genético dos camundongos SAMP8, envelhecem normalmente.

Usando esses camundongos, Maher e seus colegas abordaram como o T1D interage com a idade para contribuir para a patologia relacionada ao Alzheimer. Eles mostraram que o T1D provoca uma ampla gama de alterações patológicas nos cérebros de ambas as linhagens de camundongos, que são exacerbadas pelo envelhecimento prematuro.

O estudo Salk é o primeiro a mostrar que essas modificações são semelhantes às observadas em camundongos SAMP8 não diabéticos velhos e a identificar alterações patológicas únicas, como aumentos nos marcadores de inflamação, em camundongos SAMP1 T8D idosos.
Ao contrário da maioria dos estudos de Alzheimer em camundongos, os camundongos de Maher não foram projetados para produzir altos níveis de Abeta ou tau humanos, então todas as suas observações vieram de ocorrências naturais de Abeta e tau.

Outros pesquisadores do estudo foram Marguerite Prior e o professor David Schubert, do Salk's Laboratório de Neurobiologia Celular; David Lo, do Salk's Laboratório de Estrutura e Função Neuronal; e Corinne Jolivalt do University of California, San Diego.

O trabalho contou com o apoio do National Institutes of Health, a Fundação Fritz B. Burns, a Fundação Bundy, a Fundação para a Ciência e a Tecnologia e a Associação de Alzheimer.

Sobre o Salk Institute for Biological Studies:
O Salk Institute for Biological Studies é uma das mais proeminentes instituições de pesquisa básica do mundo, onde professores de renome internacional investigam questões fundamentais das ciências da vida em um ambiente único, colaborativo e criativo. Com foco na descoberta e na orientação de futuras gerações de pesquisadores, os cientistas da Salk fazem contribuições inovadoras para nossa compreensão do câncer, envelhecimento, Alzheimer, diabetes e doenças infecciosas, estudando neurociência, genética, biologia celular e vegetal e disciplinas relacionadas.

As realizações do corpo docente foram reconhecidas com inúmeras honras, incluindo Prêmios Nobel e associações na Academia Nacional de Ciências. Fundado em 1960 pelo pioneiro da vacina contra a poliomielite Jonas Salk, MD, o Instituto é uma organização independente sem fins lucrativos e um marco arquitetônico.