biomarcadores e doenças neuro-degenerativas

Biomarcadorese Doenças

Neuro-degenerativa

sJoana(s)Tenente Fernandes Silva Braga Alfaiate Laranjinha

Fragoso Maciel

Universidade de Coimbra Faculdade de Medicina

BioQuímica II Seminário Orientado n.º 2

10 de Março de 2010

Explicar o que são biomarcadores

Analisar outros biomarcadores no plasma e/ou LCR em doenças

neurodegenerativas

Identificar essas proteínas no contexto bioquímico e funcional da célula

Analisar e discutir os métodos de detecção

Relacionar a análise da proteína 14-3-3 com o diagnóstico das doenças

humanas por priões

1.2.3.4.5.

Objectivos



neurodegenerativas




humanas por priões

1.2.3.4.5.

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.



neurodegenerativas


4. Analisar e discutir os métodos de detecção

5. Relacionar a análise da proteína 14-3-3 com o diagnóstico das doenças

humanas por priões

1.2.3.4.5.

β-Amilóide

Forma-se a partir da

APPProteína transmembranar que se encontra em grandes concentrações ao nível das sinapses

Pode ser processada por 3 tipos de secretases:

α β γ

Mais amiloidogénica

Através desta proteólise formam-se isoformas de Aβcom 39 a 42aminoácidos.

Formação de Placas SenisDoença de Alzheimer

Causas GenéticasMutação cromossoma 19 – gene APOE4Mutação cromossoma 21 – gene APP

Hipótese da Cascata da β-Amilóide

Aumento e acumulação da Aβ42

Oligomerização e formação de proto-

fibrilhas

mutaçãoPlacas Senis(acumulam-se extracelularmente)

Resposta Inflamató

ria•Disfunção sináptica•Stress oxidativo•Alterações Homeastasia Iónica•Mutações na Tau

Também se verifica diminuição de neurotransmissores

Morte do neurónioDemência

Proteína Tau

MAP presente principalmente na parte distal do axónio conferindo-lhe uma certa flexibilidade.

Tem seis isoformasque resultam de splicing alternativo

Distinguem-se pelo nº de locais de ligaçãoO terminal carboxilo (positivo) interage

com os microtúbulos(negativos)

Regulação por fosforilação(ex PKN)

Quando fosfoforilada torna-se inactiva, não há crescimento dos

microtúbulos.

HiperfosfoforilaçãoMisfolding - proteínas Tau ficam insolúveis leva a formação de depósitos

Tranças neurofibrihares – destabilização dos microtúbulos.

Doença de Alzheimer

Placas senis - maior acumulação extracelular do peptídeobeta amilóide (Aβ).

Doença neurodegenerativa com progressiva perda da memória e deterioração das funções cognitivas

Duas formas clínicas: familiar esporádica

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.

extracelulares

Tranças neurofibrilhares - (mutações) hiperfosforilação da proteína tau, no interior dos microtúbulos do citoesqueleto dos neurónios.

intracelulares

Caracteriza-se pela existência simultânea de alterações:

Afecta, hoje em dia, milhões de pessoas em todo o Mundo.

Proteína 14-3-3

Proteína com capacidade reguladora. Ligam-se a diferentes sinalizadores celulares.

•Cinases•Fosfatases•Receptores transmembranares

Os locais de ligação desta proteína têm normalmente uma serina fosforilada.

A ligação ocorre ao nível da

bindinggrooveque tem características

anfipaticas

Exemplo de local de ligação da 14-3-3 na PKA

Existe em grandes

quantidades no LCR de alguns

doentes

Surge no líquido cefalo-raquidiano quando há degeneração neuronal

• Estrita relação com doenças espongiformes

Níveis altos de proteína 14-3-3 no LCR

Doença de Creutzfeldt-Jakob (DCJ)

Diagnóstico

•Encefalopatia espongiforme subaguda transmissível mais frequente nos humanos•Caracterizada por uma demência de progressão rápida

Proteína 14-3-3

importante biomarcador

Proteína encontrada no tecido neuronal Expressa-se no neocórtex, hipocampo, substância

nigra, tálamo e cerebelo Codificada pelo gene SNCA

Níveis altos de α-sinucleínaAcumulação da proteína nos corpos de Lewy dos neurónios

Doença de

Parkinsonimportante

biomarcador

Proteína α-Sinucleína

Alterações na estrutura da sinucleína para folha β parecem estar na origem da formação de agregados.

Uma proteína que, tal como as outras sinucleínas, tem função desconhecida.

Poderá ser um biomarcador?Sim, porque…• Grupos familiares com doença

de Parkinson do tipo familiar, apresentam mutação no gene desta proteína

• É um dos principais constituintes dos corpos de Lewis

Não, porque…• Difícil acesso para análise • Esta mutação não é a única

causa da doença de Parkinson familiar, sendo possível desenvolver esta doença sem apresentar a mutação na alfa-sinucleína

O caso da alfa-sinucleína



neurodegenerativas




humanas por priões

1.2.3.4.5.

Ambas são detectadas no LCR através da técnica de citometria de fluxo.

Permite:

• Contar• Analisar• Classificar

Como?

• Através de um citómetro de fluxo

Proteína Tau e Proteína β-Amilóide

É detectada no LCR através do método de Western blot, que consiste:

1º

•Electroforese em gel•A

s proteínas da amostra são separadas de acordo com o peso molecular

2º

•Transferência•P

assagem das proteínas do gel para uma membrana mantendo a mesma disposição que continham no gel

3º

•Bloqueio•P

assos necessários para impedir as interacções entre a membrana e o anticorpo usado para a detecção da proteína alvo

4º

•Detecção•U

sando um anticorpo especifico para a proteína de interesse, detecta-se a proteína em estudo

5º

•Análise•d

etecção das sondas marcadas e ligadas à proteína de interesse através da Quimioluminescência

Proteína 14-3-3

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

Eficiência no diagnóstico

Proteína tau e β-Amilóide: São pouco específicos, podendo

apresentar valores alterados sem que exista doença neurodegenerativas



neurodegenerativas




humanas por priões

1.2.3.4.5.

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

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.

Possível

Demência de progressão

rápida (menos de 2

anos)

2 destas características (mioclonias,

alterações visuais ou piramidais,

ataxia cerebelosa,

mutismo acinético)

Provável

Demência de progressão

rápida (menos de 2

anos)

2 destas características

(mioclonias, alterações visuais ou

piramidais,ataxia cerebelosa, mutismo

acinético)

Proteína 14-3-3 no LCR

ou EEG típico

Definitivo

Exame neuropatológico do cérebro na autópsia ou biopsia

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.

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”.

Proteína 14-3-3 no diagnóstico

Na Doença de Creutzfeldt-Jakob...

Auxiliar de diagnóstico (através de punções lombares), quando incluída num contexto clínico apropriado.

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

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

encontraremos?

Biomarcador DoençaNeurodegenerativa

Proteína TauAlzheimer

Proteína β-Amilóide

Proteína 14-3-3 Creutzfeldt-Jakob

Proteína α-Sinucleína Parkinson

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_a

rttext&pid=S0101-60832007000300007 http://www.terranova.pt/index.php?idNotici

a=1706

ReferênciasBibliográficas








http://en.wikipedia.org/wiki/Beta_secretase

http://www.sciencedaily.com/releases/2006/08/060812090044.htm

http://www.sciencedaily.com/releases/2006/08/060812090044.htm



http://www.terranova.pt/index.php?idNoticia=1706

http://www.terranova.pt/index.php?idNoticia=1706

biomarcadores e doenças neuro-degenerativas

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