Contribuição do ativador alda-1 da enzima aldeído desidrogenase 2 na progressão da esclerose lateral amiotrófica em camundongos sod1*g93a.

• Processo: 23/10589-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2023
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Bioquímica - Metabolismo e Bioenergética
• Pesquisador responsável: Julio Cesar Batista Ferreira
• Beneficiário: Isabela Vilas Boas
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Mitocôndrias Degeneração neural Terapia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Detoxicação | Detoxification | metabolismo redox | mitochondria | mitocôndria | neurodegeneração | neurodegeneration | redox metabolism | terapia | therapy | Metabolismo de aldeídos

Resumo

Recentemente, o conhecimento sobre a fisiopatologia da esclerose lateral amiotrófica (ELA) estabeleceu que a formação e o acúmulo de aldeídos decorrentes da disfunção mitocondrial e consequente excessiva peroxidação lipídica são extremamente neurotóxicos e estão associados ao aparecimento dos sintomas e progressão da ELA em modelos pré-clínicos. Dentre os diversos aldeídos, o 4-hidroxi-2-nonenal (4-HNE), originado a partir da oxidação de fosfolipídios presentes na membrana interna da mitocôndria, está acumulado no fluido cérebro-espinhal de pacientes portadores de ELA esporádica. Esse aldeído eletrofílico é capaz de atacar aminoácidos nucleofílicos e formar adutos com proteínas, resultando na inativação de proteínas-alvo, formação de agregados proteicos e consequente desarranjo/disfunção celular. Dentre as principais enzimas responsáveis pela eliminação do 4-HNE, e outros aldeídos alifáticos de cadeia curta, destaca-se a aldeído desidrogenase 2 (ALDH2), localizada na matriz mitocondrial. Estudos do nosso grupo demonstraram recentemente que a ativação sustentada da ALDH2 através da administração da Alda-1, um agonista alostérico da enzima, foi suficiente em reduzir os níveis de adutos 4-HNE-proteína, proteger o metabolismo bioenergético mitocondrial e melhorar o prognóstico de doenças degenerativas em diferentes modelos animais incluindo, insuficiência cardíaca, doença arterial periférica e doença de Alzheimer.Considerando o papel crítico de aldeídos na progressão da ELA, e a falta de terapias eficazes no tratamento da doença, levantamos a hipótese que a ativação seletiva da enzima ALDH2, e consequente remoção do 4-HNE, acarretará na melhora do perfil bioenergético mitocondrial e equilíbrio redox de neurônios presentes no córtex motor, medula espinhal e musculatura esquelética resultando na prevenção ou retardo da progressão da ELA.Com o intuito de melhor compreender o papel do metabolismo de aldeídos pela ALDH2 na ELA, propomos no presente projeto de pesquisa testar a contribuição da ativação (AD6626) farmacológica da ALDH2 na progressão da ELA. Para uma melhor compreensão do papel terapêutico da ativação da enzima ALDH2 na ELA, avaliaremos uma série de parâmetros funcionais, morfológicos e bioquímicos nos diferentes tecidos, incluindo córtex motor, medula espinhal, músculo esquelético e soro dos animais selvagens e SOD1-G93A mutantes nas fases assintomáticas (dia 80 de vida) e sintomáticas (dia 87 e 180 de vida) da doença. Os tratamentos com veículo ou AD6626 (ativador seletivo da ALDH2) serão realizados por gavagem (40mg/kg - duas vezes ao dia) e terão duração de 6 semanas, com início na fase sintomática da doença (dia 87 de vida). Para avaliar os parâmetros funcionais locomotores, realizaremos os testes de campo aberto, rotarod, deambulação, labirinto em Y, wire hang e grip strength nos animais. Dentre os parâmetros bioquímicos, analisaremos expressão proteica e atividade catalítica da ALDH2, formação de adutos 4-HNE-proteina, agregados de SOD1 e metabolismo bioenergético mitocondrial (incluindo consumo de O2 e liberação de H2O2). Essas medidas serão realizadas nos animais selvagens e portadores de ELA tratados com veículo ou AD6626. Esse estudo torna-se de grande valia uma vez que a compreensão mais detalhada do papel da ALDH2 na ELA poderá contribuir para o futuro emprego de terapias que atuem em mecanismos-chave envolvidos na fisiopatologia da ELA, como o ativador da ALDH2 (AD6626). Para esse projeto, contaremos com a colaboração dos Profs. Daria Mochly-Rosen e Che-Hong Chen, ambos da Universidade de Stanford, CA-EUA; Pesquisadora Vanessa Zambelli (Instituto Butantan) e Profa. Patrícia Chakur Brum, EEFE-USP.