Simple Science

Ciência de ponta explicada de forma simples

# Biologia# Neurociência

Novas Perspectivas sobre a Doença de Alzheimer e Levetiracetam

Pesquisas mostram que o levetiracetam pode ajudar a mudar a progressão do Alzheimer.

Jeffrey N Savas, N. R. Rao, O. DeGulis, T. Nomura, S. Lee, T. J. Hark, J. C. Dynes, E. X. Dexter, M. Dulewicz, J. Ge, A. Upadhyay, E. F. Fornasiero, R. Vassar, J. Hanrieder, A. Contractor

― 6 min ler


O Papel do LevetiracetamO Papel do Levetiracetamna Progressão doAlzheimerpacientes com Alzheimer.retardar o declínio cognitivo emEstudo sugere que o levetiracetam pode
Índice

A doença de Alzheimer (DA) é um transtorno cerebral progressivo que destrói lentamente a memória e as habilidades de raciocínio, e eventualmente, a capacidade de realizar as tarefas mais simples. É marcada por duas características principais: o acúmulo de Placas de Amiloide fora das células do cérebro e Emaranhados Neurofibrilares dentro das células. Essas mudanças acontecem ao longo de muitos anos antes que os sintomas mais graves, como perda de memória, se tornem evidentes.

Tratamentos Atuais e Suas Limitações

Atualmente, existem tratamentos aprovados pela FDA que podem ajudar a limpar as placas de amiloide do cérebro. No entanto, esses tratamentos não impedem o cérebro de produzir os peptídeos beta-amiloide (Aβ) que formam essas placas. Por causa disso, os pesquisadores estão buscando maneiras de parar a produção de Aβ desde o início. Isso pode ajudar a prevenir ou retardar o desenvolvimento da doença de Alzheimer.

O Papel da Proteína Precursora de Amiloide ([App](/pt/keywords/proteina-precursora-de-amiloide--kkxlxmq))

Os peptídeos Aβ vêm de uma proteína maior conhecida como proteína precursora de amiloide (APP). Existem duas maneiras de a APP ser processada no cérebro. A primeira, chamada de via amiloidogênica, envolve uma enzima chamada β-secretase (BACE1) que corta a APP, levando à produção de peptídeos Aβ. A segunda, conhecida como via não amiloidogênica, envolve uma enzima diferente, α-secretase, que não leva à formação de Aβ.

Onde a APP está localizada no cérebro pode influenciar como ela é processada. Por exemplo, a BACE1 funciona melhor em ambientes ácidos comuns em certas estruturas do cérebro, como endossomos. Isso significa que problemas com a função das células cerebrais podem mudar como a APP é processada e levar a uma maior produção de Aβ.

Sinais Iniciais da Doença de Alzheimer

Pesquisas indicam que mudanças precoces na função cerebral podem ser importantes para o desenvolvimento da doença de Alzheimer. Em estudos com animais, os cientistas descobriram que certas proteínas relacionadas à comunicação entre células cerebrais começam a se acumular antes que a produção de Aβ aumente. Isso sugere que intervenções precoces podem ser cruciais para parar a progressão da doença.

Explorando o Levetiracetam como um Tratamento Potencial

Uma opção de tratamento que está sendo estudada é o levetiracetam (Lev), um remédio usado para tratar epilepsia. Ele atua ligando-se a uma proteína no cérebro e parece reduzir a atividade excessiva das células cerebrais. Curiosamente, estudos mostraram que o Lev pode também reduzir a quantidade de placas de amiloide e o declínio cognitivo em modelos animais da doença de Alzheimer.

Investigando Como o Levetiracetam Funciona

Os pesquisadores saíram para entender como o Lev afeta a patologia amiloide. Eles analisaram como as proteínas são processadas nos cérebros de animais com um modelo genético de Alzheimer. Descobriram que, nesses modelos, as proteínas que geralmente são quebradas estão se acumulando, especialmente em locais onde as células cerebrais se comunicam.

Através de uma variedade de métodos, incluindo análises bioquímicas, os pesquisadores descobriram que Aβ era encontrado principalmente dentro de vesículas sinápticas, que são pequenas estruturas envolvidas na comunicação entre as células nervosas. Isso destaca o papel dessas vesículas no acúmulo da patologia amiloide.

Ao tratar os animais com Lev, os pesquisadores conseguiram mostrar que o remédio não só reduziu os níveis de Aβ, mas também corrigiu alguns dos problemas anteriores com o acúmulo de proteínas. Em essência, o Lev ajudou a direcionar o processamento da APP para longe da via amiloidogênica prejudicial e em direção a uma via mais benéfica.

O Impacto do Levetiracetam na Produção de Amiloide

Em experimentos de laboratório, os pesquisadores demonstraram que quando células neuronais foram tratadas com Lev, houve uma diminuição significativa na produção de Aβ. Isso indica que o Lev modifica como a APP é processada e sugere que tratar com esse medicamento poderia potencialmente minimizar a produção de amiloide no cérebro.

Mudanças no Cérebro com o Tratamento de Levetiracetam

Para explorar mais os efeitos do Lev, os pesquisadores realizaram experimentos adicionais em animais vivos. Eles notaram que o tratamento crônico com Lev não só diminuiu os níveis de Aβ, mas também melhorou a função geral das Sinapses no cérebro. Em animais tratados com Lev, menos sinapses foram perdidas em comparação com aqueles não tratados com o remédio.

Isso sugere que o Lev poderia proteger o cérebro de alguns dos danos que ocorrem na doença de Alzheimer, especialmente durante os estágios iniciais da doença, quando os níveis de amiloide começam a subir.

A Relevância das Descobertas de Pesquisa para os Humanos

As descobertas de estudos com animais levaram os pesquisadores a investigar se mudanças semelhantes ocorrem em humanos, especialmente aqueles com síndrome de Down, que têm um risco maior de desenvolver Alzheimer. Estudos mostraram que nos cérebros dessas pessoas, há um acúmulo de proteínas presinápticas nos estágios iniciais da patologia de Aβ. Isso reflete o que foi observado em modelos animais.

Para investigar isso mais a fundo, os pesquisadores analisaram os dados clínicos de pacientes com Alzheimer e descobriram que aqueles tratados com Lev tiveram uma progressão mais lenta do declínio cognitivo em comparação com aqueles que receberam outros tratamentos. Isso reforça a ideia de que o Lev pode oferecer benefícios terapêuticos além de seu uso original como medicamento para epilepsia.

Conclusão

Os estudos discutidos ilustram uma conexão crucial entre as mudanças presinápticas no cérebro e o desenvolvimento precoce da doença de Alzheimer. Eles fornecem insights importantes sobre como tratamentos como o Lev podem potencialmente modificar a progressão da doença ao alterar a maneira como o cérebro processa proteínas e reduzir a produção de amiloide.

À medida que a pesquisa continua, essas descobertas podem levar a estratégias mais eficazes para prevenir a doença de Alzheimer, especialmente visando mudanças iniciais na função cerebral. Com seus resultados promissores, o Lev pode em breve desempenhar um papel fundamental na luta contra o Alzheimer, especialmente em populações de alto risco, como pessoas com síndrome de Down.

Direções Futuras na Pesquisa sobre Alzheimer

Seguindo em frente, a pesquisa contínua sobre os mecanismos da patologia amiloide e o impacto de vários tratamentos será essencial. Entender como prevenir as mudanças iniciais no cérebro pode abrir novas avenidas para terapias.

Com o potencial de novos tratamentos no horizonte, a esperança permanece de que possamos encontrar maneiras eficazes de prevenir ou pelo menos atrasar o início da doença de Alzheimer, dando aos afetados uma chance de ter uma vida melhor.

Fonte original

Título: Levetiracetam prevents Aβ42 production through SV2a-dependent modulation of App processing in Alzheimer's disease models

Resumo: In Alzheimers disease (AD), amyloid-beta (A{beta}) peptides are produced by proteolytic cleavage of the amyloid precursor protein (APP), which can occur during synaptic vesicle (SV) cycling at presynapses. Precisely how amyloidogenic APP processing may impair presynaptic proteostasis and how to therapeutically target this process remains poorly understood. Using App knock-in mouse models of early A{beta} pathology, we found proteins with hampered degradation accumulate at presynaptic sites. At this mild pathological stage, amyloidogenic processing leads to accumulation of A{beta}42 inside SVs. To explore if targeting SVs modulates A{beta} accumulation, we investigated levetiracetam (Lev), a SV-binding small molecule drug that has shown promise in mitigating AD-related pathologies despite its mechanism of action being unclear. We discovered Lev reduces A{beta}42 levels by decreasing amyloidogenic processing of APP in a SV2a-dependent manner. Lev corrects SV protein levels and cycling, which results in increased surface localization of APP, where it favors processing via the non-amyloidogenic pathway. Using metabolic stable isotopes and mass spectrometry we confirmed that Lev prevents the production of A{beta}42 in vivo. In transgenic mice with aggressive pathology, electrophysiological and immunofluorescent microscopy analyses revealed that Lev treatment reduces SV cycling and minimizes synapse loss. Finally, we found that human Down syndrome brains with early A{beta} pathology, have elevated levels of presynaptic proteins, confirming a comparable presynaptic deficit in human brains. Taken together, we report a mechanism that highlights the therapeutic potential of Lev to modify the early stages of AD and represent a promising strategy to prevent A{beta}42 pathology before irreversible damage occurs. One Sentence SummaryWe discovered that the SV-binding drug levetiracetam prevents A{beta}42 production by modulating SV cycling which alters APP localization and thus proteolytic processing, highlighting its therapeutic potential for AD.

Autores: Jeffrey N Savas, N. R. Rao, O. DeGulis, T. Nomura, S. Lee, T. J. Hark, J. C. Dynes, E. X. Dexter, M. Dulewicz, J. Ge, A. Upadhyay, E. F. Fornasiero, R. Vassar, J. Hanrieder, A. Contractor

Última atualização: 2024-10-28 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.28.620698

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.28.620698.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

Obrigado ao biorxiv pela utilização da sua interoperabilidade de acesso aberto.

Mais de autores

Artigos semelhantes