Análise de biomarcadores e déficit comportamental associados à doença de Alzheimer em um modelo animal de predisposição genética à epilepsia

• Main Author: Israel Costa Vasconcelos
• Other Authors: Adriano Silva Sebollela
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2017
• Subjects: Alzheimer; Cepa WAR; Cognição; Comorbidades; Epilepsia; Hiperfosforilação; Tau; Alzheimer disease; Cognition; Comorbidities; Epilepsy; Hyperphosphorylation; WAR strain
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17131/tde-17042018-155058/

A doença de Alzheimer (DA) é uma patologia neuropsiquiátrica caracterizada por perda cognitiva, com marcante déficit de memória desde o estágio inicial, degeneração neuronal progressiva, e constitui a principal causa de demência no mundo. Além disso, a DA é frequentemente agravada pela ocorrência de comorbidades. Dados epidemiológicos apontam para uma importante associação clínica entre a DA e a epilepsia. A ausência de um modelo de estudo relevante, entretanto, tem impedido o avanço do entendimento dos mecanismos moleculares que subjazem essa comorbidade. A cepa Wistar Audiogenic Rat (WAR) tem sido amplamente utilizada como modelo animal para o estudo de epilepsia e, recentemente, déficits de memória foram relatados em animais desta cepa, o que suscitou a possibilidade de constituírem um modelo experimental para o estudo da comorbidade entre DA e epilepsia. No presente estudo, foi avaliado o desempenho de WAR adultos em diferentes idades no teste de memória do labirinto aquático de Morris (LAM). Realizaram-se ainda análises bioquímicas e de imunoistoquímica dos principais biomarcadores celulares da DA, o peptídeo beta-amiloide (A?) e a proteína Tau hiperfosforilada (pTau), no hipocampo e no córtex pré-frontal de WAR e Wistar de idades pareadas. No LAM, os WAR de 9 meses apresentaram déficit de aprendizagem e de retenção de memória (24 horas após o treinamento), quando comparados aos Wistar de idade pareada, enquanto que aos 12 meses, os WAR apresentaram apenas déficit de aprendizagem. Os animais WAR de 12 meses apresentaram também aumento significativo nos níveis de pTau e Tau total em extratos de hipocampo, quando comparados aos Wistar controles de mesma idade, o que não foi observado para os extratos de córtex pré-frontal. Os WAR também apresentaram elevação idade-dependente nos níveis e distribuição anormal de pTau em algumas sub-regiões hipocampais, como avaliado por imunoistoquímica. Não foi possível quantificar A? endógeno por meio das estratégias utilizadas. Quando analisados em conjunto, os dados sugerem que os déficits de memória observados nos WAR podem ser reflexo da hiperfosforilação e consequente distribuição anormal da proteína neuronal Tau, por um mecanismo molecular a ser desvendado. Não foi possível, ainda, determinar se este mecanismo inclui aumento nos níveis de agregados de A?, como esperado em modelos de DA. Portanto, o emprego de cepa WAR como modelo experimental para o estudo dos fenômenos moleculares subjacentes à comorbidade entre epilepsia e doença de Alzheimer, embora promissor, ainda precisa ser melhor caracterizado. === Alzheimer disease (AD) is a neuropsychiatric disorder characterized by cognitive loss, marked memory deficit since the early stage, progressive neuronal degeneration, and it is the leading cause of dementia around the world. In addition, AD is often aggravated by the occurrence of comorbidities. Epidemiological data point to a clinical association between AD and epilepsy. The absence of a relevant model, however, has impaired the advance of the understanding about the molecular mechanisms that underlie this comorbidity. The Wistar Audiogenic Rat (WAR) strain has been widely used as an animal model to the study of epilepsy. Recently, memory deficits have been reported in WARs, which has raised the possibility that this strain may represent an experimental model to the study of comorbidity between AD and epilepsy. Here we evaluated the performance of WARs in the reference memory test Morris water maze (MWM) at different ages. Biochemical and immunohistochemical analyzes of the main AD biomarkers, beta-amyloid peptide (A?) and hyperphosphorylated Tau protein (pTau), were also performed in the hippocampus and prefrontal cortex of age-matched WARs and Wistar controls. In the LAM, middle-aged (9 months) WARs presented learning and memory retention deficits (24 hours after training session) when compared to age-matched Wistar rats, whereas at 12 months, WARs presented only learning deficits. Adult WAR animals showed a significant increase in the levels of pTau and total Tau in hippocampal extracts, when compared to Wistar controls, which was not observed in prefrontal cortex extracts. WARs also showed higher levels and abnormal distribution of pTau in some hippocampal subregions, as assessed by immunohistochemistry. It was not possible to detect endogenous A? by the strategies used. Taken together, these data suggest that memory deficits observed in WARs may be a consequence of hyperphosphorylation and consequent abnormal distribution of Tau triggered by a molecular mechanism yet to be identified. It has not yet been determined whether this mechanism includes increased levels of A? aggregates, as expected in AD models. Therefore, the use of the WAR strain as an experimental model to the study of the molecular phenomena underlying the comorbidity between epilepsy and Alzheimer disease, although promising, still needs to be further characterized.