Agregados do peptídeo ß-amiloide são as principais neurotoxinas associadas à sinaptoxicidade e neurodegeneração na Doença de Alzheimer (DA). Estes agregados, formados pela autoassociação do peptídeo ß-amiloide (Aß), se acumulam no cérebro dos portadores da DA. As espécies solúveis, chamadas de oligômeros de Aß (AßO), são consideradas as espécies mais neurotóxicas, são metaestáveis, e se formam por mecanismo ainda não completamente desvendado. As diversas espécies de AßO descritas se apresentam sob diferentes conformações e atividades tóxicas. Por isso, elucidar as características bioquímicas das espécies de AßO mais relevantes para a DA tem se mostrado um importante gargalo na busca por tratamentos eficientes para a DA. Anticorpos sensíveis à conformação, e seletivos para AßO solúveis tem sido desenvolvidos, tanto como ferramenta para a elucidação estrutural de AßO tóxicos, quanto como potenciais agentes terapêuticos para a reversão da perda cognitiva na DA. Um anticorpo do tipo scFv selecionado por nosso grupo, NUsc1, apresentou marcante capacidade de distinguir AßOs de monômeros e fibras de Aß, além de ter como alvo preferencial uma subpopulação de AßOs de alto peso molecular presente no cérebro de indivíduos com DA. Neste contexto, desenvolvemos um estudo no qual identificamos e isolamos uma nova subpopulação de AßO de alto peso molecular, reconhecida por NUsc1, sob condições não desnaturantes e determinamos seu tamanho por cromatografia de gel filtração e microscopia eletrônica. Além disso, investigamos a toxicidade induzida por essa subpopulação de AßO em células de neuroblastoma humano SH-SY5Y diferenciadas em neurônios maduros, e avaliamos a capacidade de NUsc1 de neutralizar essa toxicidade. De forma interessante, NUsc1 se mostrou capaz de neutralizar parcialmente a toxicidade induzida por essa nova subpopulação de AßOs de alto peso molecular, em contraste com sua capacidade de neutralizar completamente a toxicidade induzida pela população de AßOs padrão contra a qual foi selecionado. Em paralelo, motivados pela grande diversidade de protocolos de cultivo e uso das células SH-SY5Y em estudos de neurotoxicidade de agregados de Aß, decidimos estudar os parâmetros metodológicos de diferenciação de células SH-SY5Y e de desafio com o peptídeo Aß que influenciam o tamanho de efeito desta exposição. Para isso, realizamos uma ampla revisão sistematizada da literatura a partir da busca em bases de referências e da seleção de artigos de acordo com critérios pré-estabelecidos. A partir da síntese quantitativa dos dados experimentais extraídos destes artigos, identificamos os métodos mais comumente empregados de avaliação da toxicidade de Aß sobre as células SH-SY5Y. Posteriormente, através da meta-análise dos dados extraídos, identificamos que a duração da diferenciação das células SH-SY5Y, e a duração da exposição ao peptídeo Aß, são preditores de maior redução da viabilidade de células SH-SY5Y pela exposição a agregados de Aß. Dessa forma, determinamos parâmetros experimentais críticos para o uso de células SH-SY5Y em estudos da neurotoxicidade de Aß, assim como para a seleção e caracterização de novos agentes neuroprotetores relevantes para o tratamento da doença de Alzheimer.

Aggregates of the ß-amyloid peptide (Aß) are the main neurotoxins associated with synaptoxicity and neurodegeneration in Alzheimer's Disease (AD). These aggregates accumulate in the brains of AD patients. Amongst these aggregates, soluble species termed Aß oligomers (AßOs) are considered the most neurotoxic ones. AßOs are metastable entities formed by a mechanism not yet completely understood. The various species of AßOs described present different conformations and toxic activities. Therefore, elucidating the biochemical characteristics of the most relevant AßOs species for AD has been a critical bottleneck in the search for efficient treatments for AD. Conformation-sensitive antibodies selective to AßO have been developed as a tool for the structural elucidation of toxic species and as potential therapeutic agents for rescuing cognitive impairment in AD. Previously, our group has selected an scFv-type antibody NUsc1 showing a remarkable ability to distinguish AßOs from Aß monomers and fibrils, in addition to having as a preferential target a subpopulation of high molecular weight AßOs present in the brain of individuals with AD. Supported by these findings, here we carried out a study to identify and isolate a new high molecular weight AßO subpopulation recognized by NUsc1 under non-denaturing conditions. Size and shape of the isolated AßO species were analyzed by gel filtration chromatography and transmission electron microscopy. Furthermore, we investigated the toxicity induced by this AßO subpopulation on SH-SY5Y human neuroblastoma cells differentiated into mature neurons and evaluated the ability of NUsc1 to neutralize this toxicity. Interestingly, NUsc1 partially neutralized the toxicity induced by this subpopulation of high molecular weight AßOs, in contrast to the capacity of this antibody to completely neutralize the toxicity caused by the standard AßOs population against which NUsc1 was selected. In parallel, motivated by the diversity of protocols and wide use of SH-SY5Y cells in studies on the neurotoxicity of Aß aggregates, we decided to study the parameters of differentiation of SH-SY5Y cells and challenge with the Aß peptide that influence the size effect of toxicity elicited by this treatment. We conducted a comprehensive systematic review of the literature through the search in reference bases and the selection of articles according to pre-established criteria. Based on the quantitative synthesis of experimental data extracted from selected articles, we identified the most commonly used methods for the assessment of Aß toxicity on SH-SY5Y cells. Subsequently, through metaanalysis of the extracted data, we determined that the duration of differentiation of SH-SY5Y cells, and the duration of exposure to Aß peptide, are predictors of larger reduction in the viability of SH-SY5Y cells by exposure to Aß aggregates. Thus, we determined the critical experimental parameters for the use of SH-SY5Y cells in studies of Aß neurotoxicity, as well as for the selection and characterization of novel neuroprotective agents with potential for the treatment of AD.