Influência do tipo de lipídeo e peptídeo beta amiloide sobre a perturbação da membrana e consequências na toxicidade de células neuronais observadas pelas respostas luminescentes do complexo RuApy

• Processo: 21/02436-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2021
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2023
• Área de conhecimento: Interdisciplinar
• Pesquisador responsável: Rose Maria Carlos
• Beneficiário: Maria Laura da Cruz Garcia
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 22/03380-8 - Interações entre o peptídeo beta amiloide e modelos de membrana lipídica com o complexo cis-[Ru(phen)2(3,4Apy)2]2+ como sonda luminescente, BE.EP.MS
• Assunto(s): Biofísica Luminescência Fotofísica Doença de Alzheimer
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Biofísica | luminescência | modelos de membrana celular | Peptídeo Beta Amilóide | fotofísica

Resumo

A doença de Alzheimer (DA) é caracterizada principalmente pelo acúmulo de agregados do peptídeo beta-amilóide (bA) no cérebro do paciente que levam a disfunções sinápticas e cognitivas graves resultando na demência neurodegenerativa. Vários estudos indicam que a toxicidade do bA é proveniente do processo de agregação e interação com a membrana neuronal. Outros estudos sugerem que fatores não amiloidegênicos, como por exemplo o tipo de membrana que é responsável pela toxicidade exercida pelo bA. Como todas estas características são variáveis a serem consideradas na elucidação do impacto das membranas biológicas na estrutura do bA e o efeito do bA sobre a integridade da membrana celular é importante que os efeitos sobre estes fatores sejam investigados. Apesar da extensa literatura sobre as interações membrana-bA, uma discussão a nível molecular destas interações ainda é excipiente além de muitas vezes ser controversa. Além do mais há poucos estudos sistemáticos e mecanísticos da interação bA-membrana devido a falta de técnicas suficientemente sensíveis para acompanhar estas interações sem a necessidade de um cromóforo ligado a membrana. Estudos recentes da interação do complexo cis-[Ru(phen)2(3,4-Apy)2]2+, (RuApy) onde phen= 1,10-fenantrolina e 3,4-Apy = 3,4-aminopiridina, com fosfolipídios carregados negativamente (DOPG), realizados por Maria Laura durante seu projeto de iniciação cientifica (FAPESP 2019/15813-3) mostraram que este complexo é uma sonda luminescente sensível ao ambiente lipídico. Estes resultados nos motivaram a (1) explorar o comportamento de peptídeos bA não amiloidogênicos (p3-17-40, p3-17-42 ) e amiloidogênico (1-40, 1-42, 25-35) na forma nativa e fibrilar na presença de membranas (lipossomas, SUVs, LUVs, GUVs e SLBs) variando a concentração do bA; (2) determinar como estas condições interferem na integridade da membrana; (3) comparar os resultados obtidos sobre os efeitos bA na toxicidade e integridade de células neuronais (PC12 e/ou SH-SY5Y). Para isso, pretendemos usar as respostas luminescentes da RuApy como sonda molecular da interação bA-membrana. Uma vez que a RuApy tem carga positiva, exploraremos os efeitos dos fosfolipídios zwitteriônicos (POPC), bem como dos fosfolipídios carregados negativamente (DOPG) e se possível com componentes adicionais da membrana, como gangliosídeos e colesterol. Os estudos serão realizados usando espectroscopia de luminescência (estado estacionário e resolvida no tempo), microscopia por imagem fluorescente, corantes sensíveis ao pH, titulação calorimétrica isotérmica e isotermas de Langmuir. Os estudos propostos neste projeto foram planejados para contribuir para elucidar as interações membrana-bA as quais estão associadas a DA e reconhecer o potencial do complexo RuApy como sensor luminescente no meio biológico. (AU)