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Insulin modulates Aβ1-42 aggregation toward non-toxic forms: A comparative study with cis-[Ru(phen)2(3,4Apy)2]2+

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Autor(es):
Tiburcio, Marco A. ; Silva, Barbara Patricia N. ; Garcia, Maria Laura da C. ; Pereira, Lorena M. B. ; Grigoli, Marina M. ; Cominetti, Marcia R. ; Carlos, Rose M.
Número total de Autores: 7
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: Journal of Inorganic Biochemistry; v. 277, p. 8-pg., 2026-04-01.
Resumo

Intranasal insulin therapy for Alzheimer's disease (AD) has received increasing attention due to its potential to modulate amyloid-beta (A beta) aggregation, a hallmark of AD pathology. Molecular dynamics simulations suggest that insulin binds across U-shaped A beta 1-42 oligomers, disrupting beta-strand alignment via its A-chain. In contrast, the Ru(II) complex cis-[Ru(phen)2(3,4Apy)2]2 & thorn; (Ru3,4Apy; phen = 1,10-phenanthroline; 3,4Apy = 3,4-aminopyridine) primarily interacts with fibril surfaces. Although both target the central hydrophobic core motif, they bind to distinct regions of A beta 1-42. Their co-aggregation with A beta 1-42 may thus influence aggregation and cytotoxicity differently, providing insight into the molecular mechanisms underlying insulin's mitigation of A beta-induced cytotoxicity. We monitored A beta 1-42 aggregation using Tyr10 intrinsic fluorescence, circular dichroism, atomic force microscopy, and SH-SY5Y cell viability assays in the presence of insulin, Ru3,4Apy, or both. Ru3,4Apy reduced beta-sheet formation but did not prevent A beta 1-42-induced cytotoxicity. In contrast, insulin limited conformational flexibility, prevented Tyr10 burial, suppressed beta-sheet formation, and promoted amorphous, non-toxic aggregates. Notable, in the A beta 1-42/Ru3,4Apy/Insulin mixture, aggregation followed a non-toxic pathway bypassing the buried-core beta-sheet typical of mature fibrils. These findings emphasize the specificity of A beta 1-42/Insulin interactions and suggest targeting defined binding sites as a promising AD therapeutic strategy. (AU)

Processo FAPESP: 23/02083-2 - Estudo da influência da díade Ru-naftalenodiimida no processo de agregação do peptídeo beta amiloide
Beneficiário:Bárbara Patrícia Neves Silva
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
Processo FAPESP: 21/04675-9 - Propriedades terapêuticas de complexos luminescentes de Ru (II) em relação a fibrilação de proteinas amiloides
Beneficiário:Lorena Maria Borges Pereira
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
Processo FAPESP: 22/06637-0 - Associação entre Doença de Alzheimer e Diabetes Mellitus-2: interação entre proteínas amiloides, toxicidade celular e desenvolvimento de agentes teranósticos
Beneficiário:Rose Maria Carlos
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
Processo FAPESP: 21/02436-7 - 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
Beneficiário:Maria Laura da Cruz Garcia
Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
Processo FAPESP: 25/25309-1 - Estratégia Multifuncional para Detecção e Controle Seletivo da Fotooxidação de Agregados Amiloides por Complexos Luminescentes de Rutênio(II)
Beneficiário:Rose Maria Carlos
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular