Insulin degrading enzyme as a therapeutic target for Parkinson’s disease

• Autor(a) principal: Guarda, Mariana Pereira da
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/91832
• topic: Doença de Parkinson; Diabetes; Parkinson's disease; Alpha-synuclein; Type 2 Diabetes; Ciências Médicas

RESUMO: A doença de Parkinson é a segunda doença neurodegenerativa mais comum. Esta doença apresenta várias manifestações motoras que incluem tremor, bradicinésia e rigidez, possivelmente resultantes da perda de neurónios dopaminérgicos na substantia nigra pars compacta. Uma característica subjacente à degeneração destes neurónios é a acumulação e a agregação de alfa-sinucleína (aSyn). Estudos epidemiológicos recentes concluíram que a diabetes mellitus tipo 2 (DM2) pode aumentar o risco de desenvolvimento de doença de Parkinson até 380% (em particular, caso a DM2 tenha sido desenvolvida entre os 25-45 anos de idade). Além disso, os doentes de Parkinson com diabetes apresentam uma progressão mais rápida dos problemas motores bem como um declínio cognitivo mais acentuado. No entanto, o mecanismo molecular subjacente a esta associação não é claro. Temos por hipótese que a enzima degradativa da insulina (IDE) possa ser responsável por esta associação. A IDE apresenta capacidade degradativa para diferentes substratos, incluindo a insulina ou o péptido beta-amilóide, mas não a aSyn. Curiosamente, nas células pancreáticas, a IDE interage com a aSyn, impedindo a sua agregação e toxicidade. Além disso, no pâncreas, os níveis de IDE correlacionam negativamente com os de aSyn. Portanto, acreditamos que a diabetes possa induzir uma redução dos níveis de IDE também no cérebro, comprometendo consequentemente os seus efeitos protetores contra a patogenicidade da aSyn. Nesta tese, o objetivo principal foi o de investigar se existe alguma relação entre a desregulação da IDE e a patogenicidade da aSyn no cérebro. Para tal, utilizámos duas estratégias. Por um lado, analisámos tecido cerebral provenientes de um modelo animal de (pré) diabetes. Por outro, investigámos a possível interação entre a IDE e a aSyn num modelo celular de Sinucleinopatias. Para tal, analisámos extratos proteicos provenientes de ratinhos C57BL/6J alimentados durante 12 semanas com uma dieta controlada ou com uma dieta hiperlipidica (modelo pré-diabético-HFD). Verificámos que com excepção do hipocampo, a diabetes diminui os níveis de IDE em todas as áreas cerebrais analisadas. Pelo contrário, os níveis cerebrais de aSyn aumentam quer no hipocampo quer no cerebelo destes ratinhos (pré) diabéticos. Além disso, constatámos que os níveis de IDE e de aSyn no cerebelo correlacionam-se inversamente. Estas evidências corroboram a nossa hipótese de que a diabetes pode diminuir os níveis cerebrais de IDE, aumentando potencialmente os níveis da aSyn. Para entender melhor a interação entre a IDE e a aSyn, usámos um modelo in vitro de sinucleinopatias estabelecido, que se baseia na sobreexpressão em células H4 da aSyn ou de uma variante de aSyn propensa a agregação (SynT). Observámos que quer a forma catalítica activa da IDE (IDE-WT) quer a forma inactiva da IDE (E111Q) têm capacidade de diminuir a citotoxicidade da aSyn, mas não da variante SynT. As nossas descobertas sugerem ainda que a capacidade protectora da IDE ocorre de uma forma dependente da sua actividade, já que a IDE-WT é mais eficaz do que a variante inactiva IDE-E111Q. Curiosamente, a IDE-WT e a IDE-E111Q aumentam a quantidade intracelular de aSyn. Dado que a toxicidade da aSyn é suprimida, pensamos que a IDE consiga converter espécies oligoméricas / tóxicas da aSyn em espécies não-tóxicas. De facto, observámos que a IDE-E111Q é capaz de aumentar a solubilidade da SynT e tanto a IDE-WT como a IDE-E111Q favorecem a formação de inclusões maiores de SynT, descritas como sendo menos tóxicas. Concluímos com este estudo que a IDE pode desempenhar um papel importante no cérebro, suprimindo a patogénese da aSyn. Propomos assim que a potenciação da IDE possa representar um alvo terapêutico relevante para o tratamento da doença de Parkinson. Além disso, um tratamento que vise aumentar a capacidade da IDE cerebral também pode ter um grande impacto no tratamento de doentes com DM2, de forma a reduzir o risco de desenvolverem a doença de Parkinson, principalmente em indivíduos que apresentem maior comprometimento da IDE.