Contribuição dos genótipos APOE na permeabilidade da barreira hematoencefálica na doença de Alzheimer

• Processo: 24/19239-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2027
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Morfologia - Citologia e Biologia Celular
• Proposta de Mobilidade: SPRINT - Projetos de pesquisa - Mobilidade
• Pesquisador responsável: Marimélia Aparecida Porcionatto
• Beneficiário: Marimélia Aparecida Porcionatto
• Pesquisador Responsável no exterior: Anthony Robert White
• Instituição Parceira no exterior: QIMR Berghofer Medical Research Institute, Austrália
• Instituição Sede: Escola Paulista de Medicina (EPM). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Lucimara Gaziola de la Torre
• Vinculado ao auxílio: 18/12605-8 - Desenvolvimento de microplataformas brain-on-a-chip para modelagem do sistema nervoso central in vitro, AP.TEM
• Assunto(s): Barreira hematoencefálica Doença de Alzheimer Neurobiologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Apoe | Barreira hematoencefálica | Doença de Alzheimer | modelagem de doença | Neurobiologia

Resumo

A barreira hematoencefálica (BHE) é uma membrana altamente seletiva, composta por células endoteliais, pericitos e astrócitos. Sua função é regular a troca de substâncias entre o cérebro e a corrente sanguínea, protegendo o tecido neural da entrada de moléculas neurotóxicas, virus e outros agentes que podem causar dano ao tecido cerebral. A BHE também regula a saída de moléculas do parênquima cerebral, entre elas, o peptídeo beta-amiloide (Abeta), resultado da clivagem da proteína precursora de amiloide (APP). A disfunção da BHE foi identificada como um fator crítico na patogênese da doença de Alzheimer (DA) esporádica, que corresponde a mais de 95% dos casos de DA. A hipótese neurovascular da origem da DA esporádica sugere que a disfunção da BHE contribui para o acúmulo de Abeta no parênquima cerebral. Tem sido sugerido que a disfunção no transporte de Abeta para fora do parênquima e a entrada não regulada de Abeta das plaquetas para o tecido cerebral podem levar ao acúmulo de Abeta no cérebro, ocasionando morte neuronal e declínio cognitivo. Recentemente, foi estabelecido que o genótipo da apolipoproteína E (APOE) é um fator de risco genético crucial na DA esporádica, com o alelo epsilon 4 conferindo um risco maior do que os alelos epsilon 2 ou epsilon 3. APOE influencia a depuração de Abeta sendo, portanto, considerada uma das proteínas-chave para compreensão dos mecanismos de acúmulo do peptídeo no cérebro. Nesse contexto, os parceiros do QIMR Berghofer Medical Research Institute (Austrália) geraram astrócitos e células endoteliais derivadas de iPSC de indivíduos com genótipos distintos de APOE (E3/E3 e E4/E4) e os testaram em um modelo 2,5D de BHE in vitro. Nosso objetivo é aprimorar o modelo de BHE utilizando um dispositivo microfluidico desenvolvido pela equipe brasileira (Projeto Temático 2018/12605-8), que representa um modelo de BHE tridimensional (3D) dinâmico. Dentre as atualizações do modelo 3D está o usode de hidrogel reticulado (LunaGel) e da tecnologia Gelomics, simulando um ambiente mais próximo do encontrado in vivo. Usando o dispositivo, investigaremos o transporte de anticorpos e biomoléculas através da BHE mediados pelas células endoteliais derivadas de iPSC com diferentes genótipos APOE. Experimentos piloto realizados em conjunto pelas duas equipes (Austrália e Brasil) validarão a metodologia e a funcionalidade do modelo de BHE. O presente projeto SPRINT visa possibilitar o intercâmbio entre as equipes para realização de experimentos preliminares que servirão de base para elaboração de um projeto conjunto entre as duas equipes. Esta proposta permitirá maior integração entre as duas equipes para elaboração de um projeto de pesquisa com objetivo de estudar mecanismos da patogênese da DA esporádica, permeabilidade da BHE a diferentes biomoléculas e investigar a contribuição dos genótipos de APOE nesses processos. Dentre os resultados esperados, estão a realização de experimentos piloto para avaliar (i) a viabilidade e proliferação das células endoteliais e astrócitos derivados das iPSC com os genótipos E3/E3 e E4/E4 no dispositivo; (ii) a integridade da BHE, que será analisada por imunolocalização de proteínas de junção ocludente (ZO-1, Claudina-5, Ocludina); (iii) o transporte de biomoléculas através da BHE. (AU)