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Biomarcadores e Doenas Neuro-degenerativas SO2 Bioqumica II Adriana Sarmento Adriana Martins Adriano Grangeia Adriano Agostinho Alberto Marques Alexandra Dias Alexandra Carvalho Alexandre Afonso Alice Longras Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra

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Objectivos 1- Explicar o que so biomarcadores 2- Analisar outros biomarcadores no plasma e/ou lquido cefalo-raqudeo (LCR) em doenas neurodegenerativas: protena 14-3-3, protena tau, beta-amilide, etc.; 3- Identificar essas protenas no contexto bioqumico e funcional da clula; 4- Analisar e discutir os mtodos de deteco 5- Relacionar a anlise da protena 14-3-3 com o diagnstico das doenas humanas por pries.

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Um biomarcador ... uma caracterstica que objectivamente medida e avaliada como um indicador de processos biolgicos normais, processos patognicos ou respostas farmacolgicas a uma interveno teraputica. Pode ser: -uma substncia que introduzida num organismo para analisar a funo de um rgo ou outros aspectos da sade; -pode ser uma substncia cuja deteco indica um estado de doena especfica, por exemplo, a presena de um anticorpo pode indicar uma infeco;

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-podem ser detectados e medidos em partes do corpo como o sangue ou tecido. Eles podem indicar tanto os processos normais ou doentes no corpo; -pode ser especfico de clulas, molculas, ou genes, produtos de genes, enzimas e hormonas; -podem ser funes de rgos ou alteraes caractersticas nas estruturas biolgicas; -utilizados em pesquisas pr-clnicas e diagnstico clnico por um tempo considervel.

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Biomarcadores -amilide Protena Tau Protena 14-3-3

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Biomarcadores e Doenas Neuro-degenerativas -Os biomarcadores esto a ser cada vez mais valorizados para auxiliar no diagnstico, na terapia e na investigao das doenas neuro-degenerativas, como a doena de Alzheimer (DA). -As causas de muitas destas patologias ainda no esto definitivamente descobertas e a sua fase inicial muitas vezes caracterizada pela ausncia de sintomas expressivos. -Apesar da existncia de testes neuropsicolgicos desenvolvidos, eles so muitas vezes complexos e no conseguem diferenciar claramente as alteraes cognitivas prprias do envelhecimento normal das manifestaes dos sinais iniciais da DA. - Por isso, justifica-se a crescente importncia na pesquisa de biomarcadores para auxiliar o diagnstico.

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Caso concreto: Doena de Alzheimer Pensa-se que a doena de Alzheimer, causada pela morte progressiva de neurnios, originada pela acumulao anormal de: Beta-amilideProtina Tau - placas (ou agregados) formadas pela protena insolvel beta- amilide enovelada (folded) no meio extra-celular. bloqueiam as sinapses, contribuem para a formao de radicais livres, estimulam a inflamao (entre outras coisas) -depsitos da protena Tau hiperfosforilada no meio intra-celular. Esta protena, que uma moduladora da estabilidade dos microtbulos, quando fica hiperfosforilada contribuiu para a destabilizao e destruio do citoesqueleto, que fundamental para a sobrevivncia das clulas

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Assim sendo, os biomarcadores com maior potencial so aqueles que esto associados a estas duas protenas. Nos doentes com DA: nveis da beta-amilide nveis de Tau (em relao aos indivduos cognitivamente normais ) A combinao dessa anlise laboratorial com o diagnstico clnico (muito baseado em testes neuropsicolgicos) demonstrou uma boa sensibilidade e especificidade para identificar aqueles que evoluiro para DA. Estes biomarcadores so extrados do lquido cfalo-raqudeo (LCR), cuja recolha feita por puno lombar.

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Protena 14-3-3 Presente em todas as clulas eucariticas, principalmente no SNC. Apresenta 7 isoformas nos mamferos. Biomarcador para doenas prinicas. Funes: Sinalizao, Crescimento/proliferao celular Diviso Adeso Diferenciao Apoptose Regulao dos canais inicos. Protena UBIQUITRIA

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uma glicoprotena ancorada membrana plasmtica Funes: Comunicao entre as clulas nervosas, manuteno intracelular dos ies Cu2+, proteco contra o stress oxidativo, apoptose celular Mutaes do gene PRNP (c20) leva a uma alterao conformacional da PrPc tornando-se PrPsc. Prio Protenas que podem alterar a conformao de outras protenas PrPcPrPsc ++

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PrPc e PrPsc PrPcPrPsc solvel degradvel por proteases 42% -hlice e 3% folha insolvel resistente a proteases 30% -hlice e 43% folha Auto-replica-se no interior do organismo forma placas de -amiloide nos neurnios levando morte

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Doenas do Prio Doena de Creutzfeldt-Jakob (CJD) Kuru Nova variante da CJD (nvCJD) Insnia Fatal Familiar (FFI) Sndrome de Gerstmann-Strussler-Scheinker (GSS )

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Doena de Creutfeld-jakob CJD espordica CJD familiar CJD iatrognica CJD nova variante- por ingesto de alimentos (BSE) contaminados Pode apresentar 4 diferentes formas Espasmos musculares Alteraes comportamentais e cognitivas Demncia Morte em menos de 1 ano nas formas clssicas e em 2 anos na nova variante Sintomas Anlise dos sintomas EEG Deteco da protina 14-3-3 no LCR Diagnstico definitivo: bipsia para deteco da PrPsc ou autpsia Diagnstico

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Que proteinas podemos encontrar no LCR de um doente com CJD? Ubiquitinas NSE (neuron specific enolase) S100B Protena tau PROTEINA 14-3-3 nica que permite o diagnstico de CJD Porque as outras protenas tambm so encontradas no LCR de doentes com outras doenas neurodegenerativas. Permite por isso um diagnstico diferencial.

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A protena 14-3-3 encontra-se nas clulas do SNC. As doenas dos pries ( CJD) levam leso cerebral aguda. Libertao da protena 14- 3-3 para o LCR. Deteco Sensibilidade 95% Especificidade 93% (do teste de diagnstico) No possvel na nvCJD Doenas prinicas e protena 14-3-3

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Libertao de protena 14-3-3 Presena no LRC Western blotting Electroforese em gel poliacrilamida/SDS (SDS-page) Autorradiografia Mtodos de deteco de biomarcadores

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Western blotting Electroforese em Gel Deteco por um anticorpo especfico Massa, carga + Mtodos de deteco de biomarcadores Marcao apenas da protena de interesse

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Bibliografia e Cibergrafia http://en.wikipedia.org/wiki/Biomarker_% 29% 28medicine http://www.everythingbio.com/glos/definition.php?ID=3716 http://www.scielo.br/pdf/qn/v30n5/a46v30n5.pdf http://www.hcnet.usp.br/ipq/revista/vol34/n3/144.html http://www.medicalnewstoday.com/articles/137155.php http://adam.about.com/reports/000002_1.htm http://en.wikipedia.org/wiki/Tau_protein http://en.wikipedia.org/wiki/Beta_amyloid http://en.wikipedia.org/wiki/Alzheimer%27s_disease