Gianni Mancini

Josiane Budni

Roberta de Paula Martins

Paulo Silveira

Universidade Federal de Santa Catarina Programa de pós-graduação em bioquímica

Programa de Apoio a Planos de Reestruturação e Expansão das Universidades Federais - REUNI

Doenças Mentais

• Doenças Neurodegenerativas: • Mal de Alzheimer

• Mal de Parkinson

• Doença de Huntington

• Esclerose lateral amiotrófica (ELA)

• Doenças não Neurodegenerativas: • Esquizofrenia

• Depressão

• Transtorno bipolar

• Epilepsia

• Em 1950, havia 214 milhões de pessoas com 60 anos ou mais e as estimativas indicam que serão 1 bilhão em 2025.

Mal de Alzheimer

Mal de Alzheimer

• Perda de neurônios no hipocampo e no córtex

– Perda de neurônios colinérgicos no núcleo da base

• Comprometimento da memória e cognição:

– diminuição da memória, dificuldade no raciocínio e pensamento, e alterações comportamentais.

Mal de Alzheimer

• Sintomas

– Primeira manifestação clinica: perda de memória recente - perda gradual da memória

– declínio no desempenho para tarefas cotidianas

– diminuição do senso crítico

– desorientação temporal e espacial

– mudança na personalidade

– dificuldade no aprendizado

– dificuldades na área da comunicação.

Mal de Alzheimer

• Tratamento:

– Inibidores da acetilcolinesterase

• Tacrina

• Donepezil

• Rivastigmina

• Galantamina

– Inibidores da BACE

– Antiagregantes

Mal de Alzheimer

Mal de Parkinson

• Perda de neurônios dopaminérgicos na substância nigra

• Comprometimento do controle dos movimentos

Mal de Parkinson

Mal de Parkinson

• Sintomas

– Tremores em repouso

– lentidão de movimentos

– Rigidez muscular

– Desequilíbrio postural

– Supressão dos movimentos voluntários

– Alterações na fala e na escrita

• Tratamento

– Levodopa

– Agonistas dos receptores dopaminérgicos

• Bomocriptina

• Ropinirol

• Pramipexol

– Antagonistas dos receptores muscarínicos

• Mesilato de benzotropina

• Cloridrato de difenildramina

Mal de Parkinson

Depressão

• Afetar o estado de humor da pessoa

• OMS: Depressão será doença mais comum do mundo em 2030

Depressão

• Sintomais:

– Perda de energia ou interesse

– Humor deprimido

– Dificuldade de concentração

– Alterações do apetite e do sono

– Lentificação das atividades físicas e mentais

– Sentimento de pesar ou fracasso

Depressão

• Pessimismo • Dificuldade de tomar decisões • Dificuldade para começar a fazer suas tarefas • Irritabilidade ou impaciência • Inquietação • Achar que não vale a pena viver; desejo de morrer • Chorar à-toa • Dificuldade para chorar • Sensação de que nunca vai melhorar, desesperança... • Dificuldade de terminar as coisas que começou • Sentimento de pena de si mesmo • Persistência de pensamentos negativos • Queixas frequentes • Sentimentos de culpa injustificáveis • Boca ressecada, constipação, perda de peso e apetite, insônia, perda

do desejo sexual

Depressão

• Tratamento (antidepresivos):

– Inibidores da MAO

• Imipramina

• Amitriptilina

– Inibidores da recaptação de Serotonina

• Fluoxetina

• Citalopram

• Sertralina

– Atípicos

• Bupropiona

Depressão

Roberta de Paula Martins

Estresse Oxidativo nas Doenças

Mentais

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

CICLO DE SEMINÁRIOS EM BIOQUÍMICA

Integração entre Pós-graduação e Graduação

Radicais Livres

Espécies Reativas

Espécies Reativas

Capacidade Antioxidante

Estresse Oxidativo

O cérebro consome cerca de

20% do oxigênio total do corpo

Estresse Oxidativo

Doença de Alzheimer

Doença de Parkinson

Depressão

Esquizofrenia

Transtorno Bipolar

Morte Celular

Depressão

Peroxidação de Lipídios

Malondialdeído (MDA)

A Guanina presente no DNA e RNA é mais suscetível a ROS do que

as outras bases. Quando oxidada dá origem a 8-oxo-7,8-

dihydroguanosine (8-OHG) no RNA e 8-oxo-7,8-deoxyguanosine (8-

dOHG) no DNA.

Depressão

Região CA3 do hipocampo humano obtido após a morte.

Doença de Alzheimer Doença neurodegenerativa progressiva e irreversível

De etiologia não totalmente conhecida

Acúmulo da proteína β-amilóide formando placas senis e da

poteína tau compondo os novelos neurofibrilares

Propriedades Tóxicas:

Disfunção sináptica

Fosforilação da proteína Tau

Dano Mitocondrial

Neurodegeneração

Doença de Alzheimer

Formação do Peptídio β-Amilóide

Doença de Alzheimer

Hiperfosforilação da Proteína Tau

Doença de Alzheimer

Doença de Parkinson

Doença degenerativa, crônica e progressiva,

que acomete em geral pessoas idosas.

Degeneração de neurônios dopaminérgicos na região da

substância nigra.

Dano oxidativo induz agregação de proteínas e prejudica

seu processo de degradação.

Doença de Parkinson

Marcadores bioquímicos

Depressão

Ativação microglial

Marcadores bioquímicos

Depressão

JOSIANE BUDNI

FLORIANÓPOLIS, JUNHO DE 2011

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA

CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOQUÍMICA

LABORATÓRIO DE NEUROBIOLOGIA DA DEPRESSÃO

MODELOS ANIMAIS DE DOENÇAS MENTAIS

CICLO DE SEMINÁRIOS REUNI-BQA

Fármacos x modelos animais de doenças mentais

A disponibilidade de fármacos para doenças mentais

Testes comportamentais

Desenvolvimento Validade

Fenótipos tipo-doença

Mecanismos Neurobiológicos Mecanismos Genéticos

Investigação de novos fármacos ;

Modelos animais de doenças mentais

Estudo do mecanismo de ação de

novos fármacos;

Compreensão da fisiopatologia doenças

mentais (mecanismos neurobiológicos)

Apresentar analogia à doença humana em suas

manifestações ou sintomatologia;

Modelos animais de doenças mentais

Requisitos

Produzir alterações

comportamentais que posam ser

objetivamente avaliadas;

Reversão das alterações comportamentais produzidas

no modelo pelo tratamento farmacológico efetivo em

humanos;

Reprodutibilidade

Falta de modelos animais adequados

sintomatologia não pode ser mensurada

causa genética não pode ser replicada

Reprodutibilidade

Modelos animais de doenças mentais

Teste do nado forçado

Modelos Animais de Depressão

Antidepressivos tempo de imobilidade

Tempo de imobilidade 6 minutos

Cilindro: 10 cm de diâmetro e 24 cm de altura com 19 cm de água à 25 1C

Porsolt et al., 1977

Estado de desespero comportamental estresse inescapável

Modelo preditivo MAIS UTILIZADO!

Teste de suspensão da cauda

Modelos Animais de Depressão

Antidepressivos tempo de imobilidade

Tempo de imobilidade 6 minutos

Steru et al., 1985

Estado de desespero comportamental

Modelo preditivo

Modelos Animais de Depressão

Modelos baseados no Estresse Ambiental

Exposição do animal a diferentes

estímulos estressores imprevisíveis

Estresse crônico moderado e

estresse imprevisível

DIFÍCIL REPRODUÇÃO

Diminuição do peso corporal

Diminuição do consumo de sacarose

Aumento dos níveis de cortisol

Alterações hipocampais

Diminuição do “grooming”

Revertidos por antidepressivos

Estresse crônico Moderado

Modelos Animais de Depressão

Confinamento (1 h)

Banho Forçado

32°C (30 min)

9:00

14:00

18:00

Dia 1 Dia 2 Dia 3 Dia 4 Dia 5 Dia 6 Dia 7

Confinamento (1 h)

Confinamento (1 h)

Privação de água e comida (15 h)

Restrição de comida (3 h)

Confinamento (1 h)

Confinamento (1 h)

Confinamento (1 h)

Pareamento na caixa suja (10 min)

Privação de água (15 h)

Acesso à garrafa vazia

(2 h)

Caixa suja (24 h)

Inversão do ciclo

claro-escuro

Confinamento (1 h)

Banho forçado

32°C (30 min)

9:00

14:00

18:00

Confinamento (1 h)

Pareamento na maravalha suja

(10 min)

Confinamento (1 h)

Confinamento (1 h)

Privação de água e

comida (15 h)

Pareamento com restrição de comida (10 min)

Inversão do ciclo

claro-escuro

Inversão do ciclo

claro-escuro

Inversão do ciclo

claro-escuro

Inversão do ciclo

claro-escuro

Maravalha suja (19 h)

9:00

14:00

18:00

Confinamento (1 h)

Confinamento (1 h)

Privação de água e comida

(15 h)

Restrição de comida (3 h)

Confinamento (1 h)

Pareamento na caixa suja (10 min)

Confinamento (1 h)

Banho forçado

32°C (30 min)

Confinamento (1 h)

Caixa suja (19 h)

Caixa suja (19 h)

Inversão do ciclo

claro-escuro

Acesso à garrafa vazia

(2 h)

Confinamento (1 h)

Privação de água (15 h)

Começo do ECM

Estresse Crônico Moderado (ECM) S

EM

AN

A 1

S

EM

AN

A 2

S

EM

AN

A 3

Modelos Animais de Depressão

Estresse imprevisível Modelos Animais de Depressão

TTO

24h depois TNF, TSC, splash test, peso, dosagens bioquímicas...

Estresse social Modelos Animais de Depressão

Pareamento entre animais

Exposição do animal a diferentes tipos de estresse social

Odor do predador

Estresse precoce Modelos Animais de Depressão

Separação Maternal

TNF-α

C 0.01 0.1 1 10 1000

50

**

TNF (fg/site, i.c.v.)

15 min

200

250

300

Imm

ob

ilit

y t

ime (

s)

C 0.01 0.1 1 10 1000

50

**

TNF (fg/site, i.c.v.)

60 min

200

250

300

Imm

ob

ilit

y t

ime (

s)

C 0.01 0.1 1 10 1000

50

TNF (fg/site, i.c.v.)

180 min

200

250

300

Imm

ob

ilit

y t

ime (

s)

Modelos Animais de Depressão

Farmacológicos

Farmacológicos

Modelos Animais de Depressão

Dexametasona

ou corticosterona

HiperativaçãoEixo HPA

Alterações Comportamentais

Morte de Neurônios

Hipocampais

Sintomas da

depressão

Bulbectomia olfatória Modelos Animais de Depressão

Remoção do Bulbo olfatório = interação ambiental e social

Mudanças comportamentais = anedonia

Revertido por antidepressivos

Aterações peso, sono/vigília, neuroendócrinas e neuroimunes

Revertidos por antidepressivos

Doenças de Parkinson

Modelos Animais de Doença de Parkinson

Modelos Animais de Parkinson

Modelos animais baseado em mutações

Modelos Animais de Alzheimer

Desenvolvimento da placa amilóide distrofia neurítica, perda de

terminais pré-sinápticos, astrocitose e microgliose.

Modelos animais baseado em mutações

APP tg animal models of AD

Modelos Animais de Alzheimer

Tau mutations tg animal models of AD

Disfunção da tau, bem como formação da placa beta amilóide o que

pode induzir neurodegeneração e demência.

Testes comportamentais

Modelos Animais de Doença de Parkinson

Motor Function

• Rota-rod

• Open-field

Cognition

• Morris Water Maze

• Fear Conditioning

• Passive avoidance

• Object recognition

• T-maze

• Y-maze

Emotion

• Plus maze

• Light-dark box

• Open-field

• Aggression Beh

• Maternal Behav

• Social Behav.

• Forced swim test

Sensory

• Hot-plate

• Tail flick

• PPI

• Visual Cliff

• Visual placing

• Visual WM

• Sticky-tape

Não introdução de medicamentos no mercado

Antidepressivos ativos nos testes após administração aguda e na clínica necessitam de administração crônica

Modelos utilizam camundongos normais enquanto que a doença provavelmente requer uma vulnerabilidade genética

“Necessita-se de modelos animais de doenças mentais para um melhor entendimento dessas

doenças mas estes só podem ser desenvolvidos após o conhecimento da patologia humana”

Críticas aos Modelos Animais

Modelos Animais de Depressão

Obrigada!