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Agregados de proteínas amiloides e a relação entre a Doença de Alzheimer e Diabetes tipo 2 investigada por complexos luminescentes de Ru(II)

Processo: 19/21143-0
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de março de 2020 - 28 de fevereiro de 2022
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
Pesquisador responsável:Rose Maria Carlos
Beneficiário:Rose Maria Carlos
Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Pesq. associados:Elaine Guadelupe Rodrigues
Assunto(s):Biofísica  Luminescência  Compostos de rutênio  Espécies oligoméricas  Proteínas amiloidogênicas  Peptídeos beta-amiloides  Doença de Alzheimer  Diabetes mellitus tipo 2 

Resumo

A agregação de proteínas amilóides tem implicações em várias doenças incluindo o peptídeo beta amilóide (bA) na doença de Alzheimer (DA) e a insulina na diabetes tipo 2. Além de serem doenças crônicas, estando entre as maiores causas de morte e de custo, vários estudos indicam uma relação próxima entre elas. Tal como a resistência à insulina, tanto que a DA é descrita como diabetes tipo 3. Entre as várias espécies do bA, as espécies oligoméricas (ObA) são consideradas as mais tóxicas para a DA. Estas espécies são geradas nos estágios iniciais de agregação pela associação em dímeros, trimeros e até dodecameros de bA. Assim a composição, conformação e tamanho dos ObA que determinam os riscos na DA ainda não estão elucidados. Outras questões relevantes, como a interação dos ObA com a membrana celular que são os principais responsáveis pela perda sináptica no SNC causando alterações cognitivas que são a base da DA, e o efeito protetivo da insulina em relação a toxicidade dos ObA, também não estão esclarecidos. Como todas estas características têm o potencial de alterar as principais propriedades de agregação do bA, é importante que os efeitos sobre estes fatores sejam investigados. Um dos maiores desafios na pesquisa com proteinas amilóides é encontrar uma estratégia sensível e seletiva para as espécies geradas nos estágios iniciais de agregação. Estudos recentes em nosso laboratório mostraram que complexos luminescentes de Ru(II) desenvolvidos por nós são sondas moleculares sensíveis ao bA; esses complexos demonstram capacidade de identificar e diferenciar os agregados do bA pelas alterações nas respostas luminescentes sem alterar a emissão intrinsica do bA: bA1-28 (1,7 e 18,5 ns), bA11-22 (1,8 e 22,8 ns) e bA1-40 (2,8 e 7,4 ns). Esses resultados nos motivaram a intensificar os estudos com proteínas amiloides. Neste projeto pretendemos realizar um estudo comparativo dos ObA e toxicidade com os seguintes peptídeos bA (1-28, 29-40, 25-35, 1-40, 1-42) e p3(17-40, 17-42) os quais são as espécies mais comumente identificadas in vitro e produzidas in vivo pelo bA. Pretendemos também investigar a influência e efeito da membrana celular e da insulina na conformação e na toxicidade destas espécies. A agregação do bA em tempo real será acompanhada por observação direta das alterações morfológicas dos agregados por microscopia eletrônica (MET e CryoEM) e pela emissão intrínseca do bA. Indiretamente a agregação será monitorada por alterações nas intensidades e nos tempos de vida de emissão do complexos de Ru(II) e por microscopia de fluorescência confocal. As toxicidades dos ObA serão investigados pelas alterações nas viabilidades celulares das células neuronais da linhagem PC12. (AU)