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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.42.2020.tde-30092020-124203
Documento
Autor
Nome completo
Guilherme de Souza Abrão
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2020
Orientador
Banca examinadora
Viel, Tânia Araújo (Presidente)
Cerutti, Suzete Maria
Fornari, Raquel Vecchio
Iwashe, Elisa Mitiko Kawamoto
Título em português
Caracterização de potenciais candidatos a biomarcadores relacionados ao déficit cognitivo de cães.
Palavras-chave em português
Adenosina
Biomarcador
Envelhecimento
SDCC
Resumo em português
Durante o processo de envelhecimento pode ocorrer redução de fatores que reforçam a memória, bem como o aumento de fatores que reduzem a manutenção dessa função cognitiva. A caracterização de biomarcadores que indicam o estado cognitivo no processo de envelhecimento é de grande relevância para o diagnóstico e/ou tratamento da disfunção cognitiva. O sistema adenosinérgico desempenha um papel essencial na manutenção da homeostase cerebral, principalmente através da ação inibitória e facilitatória dos receptores A1 e A2A, respectivamente. Efeitos mediados por esses receptores controlam a transmissão sináptica basal, a neuroplasticidade cerebral (incluindo a densidade da neurotrofina BDNF) e os processos cognitivos, o que afeta diferentes comportamentos desde a locomoção até o humor. O objetivo do presente estudo foi investigar se os níveis de A1, A2A e BDNF no sangue de ratos poderiam ser relacionados à memória e níveis dessas proteínas no cérebro, considerando-as, potencialmente, como biomarcadores periféricos da memória. A mesma relação foi avaliada em cães de companhia, considerando a idade, cognição e níveis sanguíneos dessas proteínas. Para isso, ratos Wistar fêmeas jovens (n=12, 3 meses de idade) e velhos (n=12, 24 meses de idade) foram submetidos ao teste de reconhecimento de objetos para análise das memórias de curta e longa duração. Em seguida, os animais foram anestesiados para extração do hipocampo e sangue. Os cães, de ambos os sexos, foram divididos em jovens (n=10, 1-2 anos) e velhos (n=12, acima de 10 anos) e o estado cognitivo foi avaliado usando um questionário aplicado aos proprietários (quanto maior a pontuação, pior a memória). O sangue (5 mL) foi coletado por venopunção jugular. A densidade das proteínas relacionadas à memória foi avaliada por western-blotting e ensaio de ELISA. Os dados foram expressos como medianas e intervalos interquartis e analisados pelo teste de MannWhitney. As diferenças foram consideradas significativas quando p<0,05. Os ratos velhos apresentaram perda significativa das memórias de curto e longo prazo, quando comparados aos animais jovens. No hipocampo, observou-se aumento significativo na densidade de receptores NMDA-R2B e AMPA2-3-4, pro-BDNF, e redução significativo na densidade de PSD-95, sinaptofisina, pCREB/CREB e CAMKIV nos velhos, comparado aos jovens, demonstrando a relação entre a redução da sinalização molecular da memória e a observação comportamental. Na análise de potenciais biomarcadores nos ratos, foi observada redução significativa de A1 e BDNF, e aumento significativo de A2A tanto no hipocampo quanto no sangue de velhos, comparado aos jovens, sugerindo que essas proteínas poderiam ser utilizadas como biomarcadores do estado cognitivo dos animais. Em cães velhos, com redução expressiva das funções cognitivas, constatou-se redução significativa de A1 e BDNF, e aumento significativo de A2A, quando comparado aos jovens, mostrando o mesmo padrão de distribuição em relação à idade, como observado em ratos. Com esse trabalho foi possível mostrar, pela primeira vez, que a alteração dos receptores de adenosina A1 e A2A e BDNF no envelhecimento está relacionada à perda de memória em ratos e cães. Assim, essas proteínas poderiam ser potenciais biomarcadores do declínio cognitivo e alvos terapêuticos para cães com disfunção cognitiva.
Título em inglês
Characterization of candidate potentials to biomarkers related to the cognitive deficit in dogs.
Palavras-chave em inglês
Adenosine
Ageing
Biomarker
CCD
Resumo em inglês
During the aging process a decrease in factors that reinforce memory and an increase in others that reduce this cognitive function may occur. The characterization of biomarkers that indicate the cognitive status in the aging process is of great relevance for diagnosis and/or early treatment of memory loss. The adenosinergic system plays an important role in brain homeostasis, mainly through the inhibitory and facilitatory actions of A1 and A2A receptors, respectively. Those receptors control basal synaptic transmission, neuroplasticity (including the density of the neurotrophin BDNF) and cognitive process, which affects different behaviors. The aim of this study was to verify if levels of A1, A2A and BDNF in the blood of rats can be related to memory and levels of those proteins in the brain, considering them, potentially, as peripheral biomarkers of memory. The same relationship was investigated in companion dogs, considering age, cognition and blood levels of those proteins. For that, young (n=12, 3 months old) and old (n=12, 24 months old) female Wistar rats were submitted to the novel object recognition test to verify short and long-term memories. After that, they were anesthetized and the hippocampus and blood were extracted. Cognition of young (n=10, 1-2 years old) and old (n=12, over 10 years old) dogs, both sexes, was evaluated using a questionnaire applied to the dogs owners (the greater the score, the worst the cognition). The blood (5 mL) was collected from the jugular vein. Density of proteins related to memory formation was evaluated by western-blotting and ELISA. Data were expressed as medians and interquartile ranges and compared using Mann-Whitney test (p<0.05). Differences were considered significant when p<0.05. Old rats presented loss in short and long-term memories, when compared to young. In hippocampus, it was observed a significant increase in the density of NMDA-R2B and AMPA2-3-4 receptors, pro-BDNF, and significant reduction of PSD-95, synaptophysin, pCREB/CREB and CAMKIV in the old animals, when compared to the young, showing the relationship between the reduction of memory signaling and behavior. In the analysis of the potential biomarkers in rats, it was observed a significant reduction in A1 and BDNF as long as an increase in A2A both in the hippocampus and brain of old animals, when compared to the young, suggesting that those proteins could be taken as biomarkers for the cognitive state. In old dogs, with expressive reduction in cognitive functions, there was a significant decrease in A1 and BDNF densities and increase in A2A, when compared to the young, showing a similar pattern of distribution related to the age, as observed in rats. This work showed, for the first time, that alteration of A1 and A2A receptors and the neurotrophin BDNF in the elderly is related to memory loss in both rats and dogs. In this way, those proteins could be considered potentially as biomarkers for the cognitive decline and maybe therapeutic targets for dogs with cognitive dysfunction.
 
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Data de Liberação
2022-09-30
Data de Publicação
2021-10-14
 
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