Modelagem in vitro da barreira hematoencefálica para estudos da Doença de Alzheimer esporádica

• Processo: 23/09081-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2023
• Situação: Interrompido
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Morfologia - Citologia e Biologia Celular
• Pesquisador responsável: Marimélia Aparecida Porcionatto
• Beneficiário: Márcio Henrique Mello da Luz
• Instituição Sede: Escola Paulista de Medicina (EPM). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 18/12605-8 - Desenvolvimento de microplataformas brain-on-a-chip para modelagem do sistema nervoso central in vitro, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/14139-8 - Avaliação da permeabilidade da barreira hematoencefálica utilizando um modelo microfluídico com células derivadas de iPSC humanas portadoras de diferentes genótipos de APOE, BE.EP.PD
• Assunto(s): Neurobiologia Doença de Alzheimer Barreira hematoencefálica Técnicas in vitro Peptídeos beta-amiloides
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Barreira hematoencefálica | Beta amilóide | Doença de Alzheimer | modelagem de doença | modelo in vitro | Organ-on-chip | Neurobiologia

Resumo

A barreira hematoencefálica (BHE) é uma estrutura altamente especializada composta por células endoteliais, pericitos e astrócitos, e desempenha funções cruciais na fisiologia do sistema nervoso central (SNC). A BHE atua por mecanismos de permeabilidade seletiva, impedindo a entrada no SNC de agentes potencialmente neurotóxicos e permitindo a saída de moléculas resultantes do metabolismo celular, como os peptídeos beta-amiloide (Ab), transportados por receptores da família dos receptores de LDL. O acúmulo de oligômeros do peptídeo beta amiloide (AbO) é um dos principais marcadores da doença de Alzheimer (DA) e a disfunção da BHE que leva a uma diminuição da depuração de Ab tem sido relacionada ao desenvolvimento e progressão da doença. Os receptores LRP1 (low-density lipoprotein receptor related protein-1) e RAGE (receptor for advanced glycation end products) foram identificados como responsáveis pelo transporte de Ab do cérebro para o sangue e do sangue para o cérebro, respectivamente. Os RAGEs têm sido apontados como potencial ligação entre diabetes tipo 2 e DA esporádica, ou de surgimento tardio, e outras doenças neurodegenerativas. Alterações bioquímicas e celulares observadas na DA esporádica podem ser explicadas pela ativação de RAGEs pelos produtos de glicação avançada (AGE - advanced glycation products), como aumento de produção de espécies reativas de oxigênio (ROS) pela ativação da micróglia e morte neuronal. Modelos da DA esporádica ainda são escassos e a maioria dos estudos se baseia em modelos animais da forma familial da doença, com base nas mutações encontradas em humanos, que representa apenas cerca de 5% dos casos. Nesse contexto, novos modelos da forma esporádica têm sido desenvolvidos, entre eles a injeção intracerebral do peptídeo Ab25-35 para mimetizar a fase aguda da doença, representada pelo início do acúmulo de AbO. Estudos recentes utilizando modelo animal da DA esporádica sugerem que fatores de risco ambientais, como dieta rica em gorduras e açúcar, podem levar ao surgimento da doença dependendo da presença de fatores de risco genéticos, como expressão de APOE4. Modelos in vitro que mimetizem a DA esporádica são ainda mais escassos e organoides cerebrais têm sido apontados como um modelo promissor para estudos de mecanismos celulares e moleculares da patologia da DA. No entanto, por ser uma estrutura não vascularizada, os organoides não possuem BHE, que deve ser incorporada aos modelos para a compreensão da fisiopatologia da doença. Devido à sua complexidade, modelos in vitro da BHE ainda estão em desenvolvimento e modelos in vitro que reproduzam o surgimento e desenvolvimento da DA esporádica tem grande apelo para serem usados para buscar biomarcadores precoces da doença e em testes de novos fármacos para tratamento da doença. O objetivo principal deste projeto é validar um modelo in vitro de BHE em dispositivo microfluídico pela avaliação da participação dos receptores LRP1 e RAGE no transporte de Ab do compartimento "sangue" para o compartimento "parênquima cerebral" e vice-versa. (AU)