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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.5.2023.tde-14092023-143128
Documento
Autor
Nome completo
Alana Caroline Costa
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2023
Orientador
Banca examinadora
Gattaz, Wagner Farid (Presidente)
Crippa, José Alexandre de Souza
Valiengo, Leandro da Costa Lane
Zanetti, Marcus Vinicius
Título em português
Marcadores periféricos de metabolismo de membrana: caracterização de indivíduos com alto risco para psicose
Palavras-chave em português
Biomarcadores
Espectrometria de massas
Fosfolipases
Membrana plasmática
Metabolômica
Psicose
Resumo em português
Os transtornos psicóticos podem afetar até 3,5% da população geral e tendem a ser crônicos e incapacitantes. Mesmo antes de apresentar um quadro de psicose franca, indivíduos apresentam alterações comportamentais. Com base nisso, foram criados critérios para identificação de pacientes denominados de Ultra-high risk (UHR) para psicose. No entanto, as pesquisas demonstram que as taxas de conversão para psicose franca variam amplamente e um grande esforço tem sido realizado para tornar tais critérios mais específicos e acurados. Alterações no metabolismo de membrana e composição lipídica vêm sendo amplamente descritas em transtornos psicóticos e podem ser uma ferramenta importante para melhor caracterização desses indivíduos. As fosfolipases são responsáveis pela remodelação da membrana plasmática, um importante processo fisiológico para manutenção da fluidez e conformação dessa estrutura celular. Estudos com pacientes com esquizofrenia indicam aumento da atividade da fosfolipase A2 (PLA2), bem como reduções de fosfolípides de membrana, aumento de seus metabólitos e alteração na fluidez da membrana. A PLA2 é a principal enzima responsável pelo metabolismo dos fosfolípides de membrana e trata-se de uma imensa família de enzimas divididas em três subgrupos: iPLA2, cPLA2 e sPLA2. Além desta, a fosfolipase D (PLD) também está envolvida em processos biológicos de regulação da membrana plasmática. Nosso grupo de pesquisa já descreveu que a PLA2 e o nível de metabólitos plasmáticos podem discriminar algumas doenças neuropsiquiátricas entre si. Em 2018 sugerimos um painel de quatro metabólitos plasmáticos PC aa C26:0, PC aa C38:4, PC aa C34:3 e C16-OH - baseado no modelo de classificação e regressão, capaz de prever, entre indivíduos em primeiro surto psicótico, quais evoluiriam para esquizofrenia ou transtorno bipolar com acurácia de 87,1%. O principal objetivo do presente trabalho foi quantificar estes metabólitos em indivíduos UHR e verificar se o perfil é similar aos pacientes com esquizofrenia, uma vez que indivíduos UHR estariam em fase prodrômica de psicose, além de quantificar a atividade da PLA2 plaquetária e PLD leucocitária. Os metabólitos plasmáticos foram quantificados por espectrometria de massas, a atividade de PLA2 por ensaio radioenzimático e a atividade de PLD por ensaio de fluorescência. Observamos aumento da atividade de iPLA2, cPLA2 e PLD em indivíduos UHR vs controles saudáveis, todavia não observamos diferenças naqueles que não converteram. Esse achado negativo, apesar de ser em uma amostra pequena, não respalda a hipótese de que os metabólitos podem ser preditores da conversão da psicose. Os metabólitos plasmáticos seguiram o perfil estabelecido pelo modelo de regressão proposto em 2018, no entanto, quando avaliados individualmente, a quantificação absoluta não apresentou a mesma ordem de grandeza estabelecida previamente. Os resultados são promissores e estão em linha com a hipótese de que há um desequilíbrio no metabolismo e composição de membrana que antecede os sintomas clínicos e isto pode ser visualizado em matrizes biológicas periféricas. Espera-se que estes achados possam complementar o diagnóstico clínico, fornecendo biomarcadores objetivos e padronizados para melhor caracterizar indivíduos em alto risco para psicose
Título em inglês
Peripheral markers of membrane metabolism: characterization of individuals at high risk for psychosis
Palavras-chave em inglês
Biomarkers
Mass spectrometry
Metabolomics
Phospholipases
Plasmatic membrane
Psychosis
Resumo em inglês
Psychotic disorders can affect up to 3.5% of the general population and tend to be chronic and disabling. Even before developing frank psychosis, individuals display behavioral changes. Based on this, criteria were created for identifying patients referred to as Ultra-high risk (UHR) for psychosis. However, research demonstrates that conversion rates to frank psychosis vary widely, and significant efforts have been made to make these criteria more specific and accurate. Alterations in membrane metabolism and lipid composition have been widely described in psychotic disorders and may be an important tool for better characterizing these individuals. Phospholipases are responsible for remodeling the plasma membrane, an essential physiological process for maintaining the fluidity and conformation of this cellular structure. Studies with schizophrenia patients indicate an increase in phospholipase A2 (PLA2) activity, as well as reductions in membrane phospholipids, an increase in their metabolites, and alterations in membrane fluidity. PLA2 is the main enzyme responsible for membrane phospholipid metabolism and is a vast family of enzymes divided into three subgroups: iPLA2, cPLA2, and sPLA2. In addition, phospholipase D (PLD) is also involved in biological processes regulating the plasma membrane. Our research group has already described that PLA2, and plasma metabolite levels can discriminate among different neuropsychiatric disorders. In 2018, we suggested a panel of four plasma metabolites - PC aa C26:0, PC aa C38:4, PC aa C34:3, and C16-OH - based on the classification and regression model capable of predicting, among individuals in their first psychotic episode, which would evolve into schizophrenia or bipolar disorder with an accuracy of 87.1%. The main objective of the present work was to quantify these metabolites in UHR individuals and verify if the profile is like that of patients with schizophrenia, since UHR individuals would be in the prodromal phase of psychosis, in addition to quantifying platelet PLA2 and leukocyte PLD activity. Plasma metabolites were quantified by mass spectrometry, PLA2 activity by radioenzymatic assay, and PLD activity by fluorescence assay. We observed an increase in iPLA2, cPLA2, and PLD activity in UHR individuals versus healthy controls, but we did not observe differences in those who did not convert. This negative finding, although in a small sample, does not support the hypothesis that metabolites can be predictors of psychosis conversion. Plasma metabolites followed the profile established by the regression model proposed in 2018, however, when evaluated individually, the absolute quantification did not present the same magnitude established previously. The results are promising and in line with the hypothesis that there is an imbalance in metabolism and membrane composition that precedes clinical symptoms and can be visualized in peripheral biological matrices. It is hoped that these findings can complement clinical diagnosis by providing objective and standardized biomarkers to better characterize individuals at high risk for psychosis
 
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Data de Publicação
2023-10-10
 
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