Biomarcadores e Doenças Neuro-degenerativas

1. Universidade de Coimbra Faculdade de Medicina BioQuímica II  Seminário Orientado n.º 2 10 de Março de 2010 Biomarcadorese Doenças Neuro-degenerativas Joana(s) Tenente  Fernandes  Silva  Braga  Alfaiate  Laranjinha  Fragoso  Maciel

2. Objectivos 1. 2. 3. 4. 5.

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4. O que são biomarcadores? • Indicadores usados como meio de medição dos processos biológicos normais, dos processos patológicos ou das respostas do organismo. • Podem ser classificados em três tipos: • de exposição; • de efeito; • de susceptibilidade. • Fácil acesso para análise; • Tem que ser possível medi-los e avaliá-los objectivamente.

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6. β-Amilóide Forma-se a partir da APP Proteína transmembranar que se encontra em grandes concentrações ao nível das sinapses Formação de Placas Senis Doença de Alzheimer Através desta proteólise formam-se isoformas de Aβcom 39 a 42aminoácidos. Pode ser processada por 3 tipos de secretases: α βγ Mais amiloidogénica Causas Genéticas Mutação cromossoma 19 – gene APOE4 Mutação cromossoma 21 – gene APP

7. Hipótese da Cascata da β-Amilóide mutação Placas Senis (acumulam-se extracelularmente) Aumento e acumulação da Aβ42 Oligomerização e formação de proto-fibrilhas Resposta Inflamatória • Disfunção sináptica • Stress oxidativo • Alterações Homeastasia Iónica • Mutações na Tau Morte do neurónio Demência Também se verifica diminuição de neurotransmissores

8. Proteína Tau MAP presente principalmente na parte distal do axónio conferindo-lhe uma certa flexibilidade. Distinguem-se pelo nº de locais de ligação Tem seis isoformasque resultam de splicing alternativo O terminal carboxilo (positivo) interage com os microtúbulos(negativos) Quando fosfoforilada torna-se inactiva, não há crescimento dos microtúbulos. Regulação por fosforilação(ex PKN) Hiperfosfoforilação Misfolding - proteínas Tau ficam insolúveis leva a formação de depósitos Tranças neurofibrihares – destabilização dos microtúbulos.

9. Doença de Alzheimer • Doença neurodegenerativa com progressiva perda da memória e deterioração das funções cognitivas • Duas formas clínicas: • familiar • esporádica Afecta, hoje em dia, milhões de pessoas em todo o Mundo. • Caracteriza-se pela existência simultânea de alterações: Tranças neurofibrilhares - (mutações) hiperfosforilação da proteína tau, no interior dos microtúbulos do citoesqueleto dos neurónios. intracelulares Placas senis - maior acumulação extracelular do peptídeobeta amilóide (Aβ). extracelulares Pesquisa de biomarcadores para o diagnóstico precoce da DA. Aqueles com maior potencial de aplicação clínica no futuro próximo, determinados no LCR, são o peptídeobeta-amilóide e a proteína Tau.

10. Proteína com capacidade reguladora. Ligam-se a diferentes sinalizadores celulares. • Cinases • Fosfatases • Receptores transmembranares Proteína 14-3-3 A ligação ocorre ao nível da bindinggrooveque tem características anfipaticas Os locais de ligação desta proteína têm normalmente uma serina fosforilada. Existe em grandes quantidades no LCR de alguns doentes Exemplo de local de ligação da 14-3-3 na PKA

11. Proteína 14-3-3 • Surge no líquido cefalo-raquidiano quando há degeneração neuronal • Estrita relação com doenças espongiformes Níveis altos de proteína 14-3-3 no LCR Diagnóstico Doença de Creutzfeldt-Jakob (DCJ) • Encefalopatia espongiforme subaguda transmissível mais frequente nos humanos • Caracterizada por uma demência de progressão rápida importante biomarcador

12. Proteína α-Sinucleína Uma proteína que, tal como as outras sinucleínas, tem função desconhecida. • Proteína encontrada no tecido neuronal • Expressa-se no neocórtex, hipocampo, substância nigra, tálamo e cerebelo • Codificada pelo gene SNCA Níveis altos de α-sinucleína Acumulação da proteína nos corpos de Lewy dos neurónios Alterações na estrutura da sinucleína para folha β parecem estar na origem da formação de agregados. Doença de Parkinson importante biomarcador

13. O caso da alfa-sinucleína • Poderá ser um biomarcador?

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15. Proteína Tau e Proteína β-Amilóide • Ambas são detectadas no LCR através da técnica de citometria de fluxo.

16. Proteína 14-3-3 • É detectada no LCR através do método de Western blot, que consiste:

18. Eficiência no diagnóstico • Proteína 14-3-3: • É um meio complementar de diagnóstico • Não tem especificidade fora do contexto do caso clínico • Podem surgir falsos positivos em casos de meningoencefalites virais e AVC • Proteína tau e β-Amilóide: • São pouco específicos, podendo apresentar valores alterados sem que exista doença neurodegenerativas

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20. Doenças por prião • O prião (prion, proteinaceous infectious particle) é uma forma anormal de uma proteína estrutural que existe nas nossas células cerebrais; é insolúvel e resistente às proteases. • O problema gera-se porque basta um prião apenas para converter as proteínas funcionais em priões também. • O prião é, então, a mais pequena partícula infectante conhecida, sendo considerado um agente etiológico de uma série de doenças neurodegenerativas, as DOENÇAS POR PRIÃO

21. Há várias doenças por prião: • Doença de Creutzfeld-Jakob (também conhecida por “doença das vacas loucas”) • Kuru • Síndrome de Gerstmann-Straussen • Outros tipos de encefalopatias espongiformes • Existem diversas variantes da CJD. Dentro da variante esporádica, existem diferentes estados de diagnóstico: • o diagnóstico só é definitivo se for feito um exame neuropatológico do SNC que é feito na autópsia, apesar de poder ser feito por biopsia, o que é desaconselhado. Tal facto significa que, à partida, os diagnósticos feito em vida são prováveis ou possíveis.

23. Proteína 14-3-3 no diagnóstico • Importante biomarcador no LCR, quando há degradação neuronal; • A presença desta proteína neste fluido está relacionada com encefalopatias espongiformes, que se caracterizam pela rápida degeneração neuronal criando-se autênticos “buracos no cérebro”. • É urgente encontrar um marcador biológico específico para a doença. • Foi demonstrado que as proteínas 14-3-3 estão presentes no LCR de indivíduos com sCJD. • No entanto, é descrita a presença desta proteína noutras doenças, daí a necessidade de realizar exames complementares. Na Doença de Creutzfeldt-Jakob... Auxiliar de diagnóstico (através de punções lombares), quando incluída num contexto clínico apropriado.

24. Quanto mais punções lombares forem feitas, com intervalos de tempo entre elas, maiores são as hipóteses do diagnóstico ser realmente fiável. • Não há, infelizmente, um tempo preciso de intervalo entre elas para que o teste da proteína 14-3-3 seja mais fiável. • Até porque se esta for feita muito no início, a doença pode não ter uma lesão neuronal muito vasta, não acusando ainda grandes níveis da proteína 14-3-3 no LCR • A presença da proteína 14-3-3 no LCR é então um importante auxiliar de diagnóstico da Doença de Creutzfeld-Jakob, na sua variante esporádica

25. É importante diagnosticar estas doenças, pois elas hoje podem ser fatais e sem tratamento, mas quem sabe se um dia não o encontraremos?

26. ReferênciasBibliográficas • http://en.wikipedia.org/wiki/Biomarker_(medicine) • http://www.neurociencias.org.br/pt/502/funcao-da-proteina-tau-em-neuronios-de-recem-nascidos/ • http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1676-24442008000200006 • http://en.wikipedia.org/wiki/Beta_secretase • Artigos • http://www.sciencedaily.com/releases/2006/08/060812090044.htm • http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0101-60832007000300007 • http://www.terranova.pt/index.php?idNoticia=1706