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Novel Copper Chelators Enhance Spatial Memory and Biochemical Outcomes in Alzheimer's Disease Model

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Camargo, Mariana L. M. ; Farias, Augusto B. ; Bertazzo, Giovana B. ; Gomes, Rafael N. ; Gomes, Kaio S. ; Bosquetti, Lucas M. ; Takada, Silvia H. ; Braga, Felipe C. ; Augusto, Caroline C. ; Batista, Bruno L. ; de Oliveira, Kleber T. ; Cerchiaro, Giselle
Número total de Autores: 12
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: ACS Chemical Neuroscience; v. 16, n. 17, p. 15-pg., 2025-08-15.
Resumo

This study explores the potential of novel molecules that can act as copper chelators to treat Alzheimer's disease. Eight imines L03-10 and one quinoline-based compound L11 were synthesized, characterized, and evaluated as compounds that can act to reverse neurodegeneration in vivo. Their ability to extract copper from the Cu-beta-amyloid complex, a key factor in Alzheimer's pathology, was assessed, achieving a remarkable in vitro activity for L09, L10, and L11. They effectively extracted it from the Cu-beta-amyloid complex, which was confirmed using electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy. In silico studies predicted that compounds L09, L10, and L11 demonstrated favorable absorption, distribution, metabolism, and excretion (ADME) properties, suggesting suitability for oral administration and blood-brain barrier permeability. Cellular studies showed that compounds L09 and L10 (at concentrations up to 500 mu M) exhibited low cytotoxicity. They reduced lipid peroxidation and DNA damage induced by beta-amyloid oligomers at lower concentrations. Compound L11 showed more significant cytotoxicity but reduced beta-amyloid-induced DNA damage. In vivo studies (STZ-induced Alzheimer's rat model) proved that compound L10 significantly reduced neuroinflammation, oxidative stress, and restored copper homeostasis in the hippocampus. This was accompanied by improved spatial memory performance in the Barnes maze test. Compounds L09 and L11 showed less impact on these parameters. The study presents compelling evidence that specifically designed copper chelators could offer a new therapeutic strategy for Alzheimer's disease. Compound L10 is an up-and-coming candidate and warrants further investigation. The detailed in silico, in vitro, and in vivo analyses provide a solid motivation for future research and drug development efforts. (AU)

Processo FAPESP: 23/01049-5 - Estudos de vias de administração de novos quelantes de cobre para uso em terapia para doença de Alzheimer
Beneficiário:Augusto Batista Farias
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Processo FAPESP: 24/11943-8 - Envolvimento do cobre em danos à biomoléculas - uso de complexos de cobre(II) em modelos de cultura celular simulando o microambiente tumoral
Beneficiário:Giselle Cerchiaro
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 23/12127-7 - Uso, encapsulamento, mecanismo de ação celular, e atividade em cultura 3D de complexos de cobre utilizando derivados imínicos do cinamaldeído: estudos para potenciais novos agentes para tumores cerebrais
Beneficiário:Rafael Nunes Gomes
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 21/08883-5 - Novos quelantes de cobre para uso em terapia para Doença de Alzheimer: estudos in vitro e celulares
Beneficiário:Mariana Leticia Munin Camargo
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 21/06110-9 - Aplicações da química de fluxo contínuo na síntese de Insumos Farmacêuticos Ativos (IFAs): canabidiol, fentanil e ibuprofeno
Beneficiário:Felipe Camargo Braga
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Processo FAPESP: 23/16793-1 - Síntese, caracterização e uso em culturas celulares de tumores cerebrais novos complexos de cobre (II) com ligantes fitoquímicos
Beneficiário:Lucas Melo Bosquetti
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado Direto
Processo FAPESP: 23/16251-4 - Estudos de quelantes de cobre para uso em terapia para doença de Alzheimer
Beneficiário:Giovana Brait Bertazzo
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado