Novas descobertas do modelo de camundongo APPSAA sobre a Doença de Alzheimer
Estudo revela descobertas inesperadas sobre o impacto da patologia da amiloide na cognição.
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Índice
Criar e estudar modelos animais que imitam doenças humanas é super importante pra entender como essas doenças se desenvolvem e encontrar novos tratamentos. Uma área crucial de pesquisa é a doença de Alzheimer, que é marcada pelo acúmulo de uma proteína chamada Beta-amilóide (Aβ). Essa proteína também aparece em outras doenças, como a doença de Parkinson e a demência com corpos de Lewy. Faz tempo que os cientistas usam modelos de roedores, principalmente camundongos, pra estudar a Aβ e seu impacto no cérebro e no comportamento.
Modelos de Roedores da Patologia da Beta-Amiloide
Os pesquisadores começaram a criar modelos de camundongos que mostram a patologia da Aβ ao adicionar genes humanos conhecidos por causar a doença de Alzheimer familiar. A maioria dos modelos atuais segue métodos parecidos, aumentando a quantidade de certos genes pra criar altos níveis de Aβ no cérebro. Embora esses modelos tenham ajudado a entender mais sobre a Aβ e seu papel nos danos cerebrais, eles têm alguns problemas.
Os problemas com esses modelos de superexpressão incluem a colocação aleatória dos genes, atividade anormal dos genes e diferenças na expressão das proteínas. Esses fatores podem levar a resultados confusos, dificultando a obtenção de respostas claras nos experimentos.
Pra contornar essas questões, os cientistas desenvolveram modelos knock-in. Nesses modelos, o gene do próprio camundongo é substituído por uma versão humana. Isso ajuda a expressar o gene em níveis mais naturais e sob seus mecanismos de controle normais. Um desses modelos é o camundongo APPSAA, que foi modificado pra carregar genes humanos com mutações conhecidas da doença de Alzheimer.
Modelo de Camundongo APPSAA
O camundongo APPSAA desenvolve sintomas parecidos com os que vemos na doença humana, incluindo o acúmulo de placas amiloides e inflamação no cérebro. No entanto, os cientistas ainda precisam descobrir se esses aspectos estão ligados a problemas Cognitivos, como memória e aprendizado, que vêm com a doença de Alzheimer.
Pra explorar isso, os cientistas observaram vários Comportamentos tanto no camundongo APPSAA quanto em um camundongo controle (APPWT), que tem o gene APP humano padrão. Eles queriam ver se os dois tipos de camundongos mostrariam mudanças de comportamento conforme envelheciam, especialmente mudanças negativas relacionadas à presença da patologia amiloide. Surpreendentemente, depois de monitorar esses camundongos por um ano, os pesquisadores descobriram que nenhuma das linhagens mostrou sinais claros de declínio cognitivo ou físico, mesmo com 12 meses. No entanto, os camundongos APPSAA produziram mais fezes do que os camundongos controle, sugerindo possíveis mudanças digestivas ligadas ao acúmulo de amiloide.
Métodos Usados no Estudo
Cuidados com os Animais
Os camundongos usados neste estudo foram adquiridos de um laboratório e criados em condições controladas pra garantir sua saúde e bem-estar. Eles foram mantidos em gaiolas especiais e tinham comida e água à vontade, além de um ciclo regular de luz e escuridão pra imitar as condições naturais. Todos os experimentos foram aprovados pelo comitê de cuidados com animais relevante.
Testes Comportamentais
Os pesquisadores realizaram vários testes comportamentais em idades específicas (2, 4, 5, 6, 8 e 12 meses) pra avaliar as habilidades cognitivas e motoras dos camundongos. Os testes incluíram:
Teste de Campo Aberto (OFT): Os camundongos foram colocados em uma área grande e aberta pra medir quanto tempo viajaram e quanto tempo passaram no centro, o que pode indicar níveis de ansiedade.
Teste de Localização de Objeto (OLT): Este teste envolveu colocar os camundongos em uma área com objetos pra ver como eles lembravam a localização de um novo objeto após um pequeno atraso.
Teste de Y-Maze: Os camundongos exploraram um labirinto com três braços, e os pesquisadores acompanharam com que frequência entravam em diferentes braços pra avaliar sua memória e habilidade de explorar novas áreas.
Barnes Maze: Os camundongos foram testados pra encontrar um buraco de fuga oculto em uma superfície plana com furos, ajudando a medir seu aprendizado espacial e memória.
Testes Motores
No final do estudo, quando os camundongos tinham 12 meses, testes adicionais avaliaram suas habilidades motoras. Esses testes incluíram:
Teste de Remoção de Adesivo: Medindo quão rápido os camundongos conseguiam remover uma substância pegajosa do nariz.
Teste de Suspensão em Fio: Avaliando por quanto tempo um camundongo conseguia se segurar em um fio antes de cair.
Escore de Rigidez dos Membros Traseiros: Avaliando a extensão do fechamento nos membros traseiros dos camundongos.
Testes de Função Digestiva
Os pesquisadores também examinaram a função gastrointestinal (GI) dos camundongos aos 12 meses. Eles mediram o número de pelotas fecais produzidas e checaram quão rápido a comida se movia pelo intestino usando um corante.
Resultados
Os resultados mostraram que, com o tempo, os camundongos não apresentaram quedas cognitivas significativas ligadas à patologia amiloide, o que é diferente do que alguns estudos anteriores sugeriram. Os camundongos APPSAA mantiveram algumas habilidades cognitivas, enquanto os camundongos APPWT pareceram ter dificuldades com tarefas de memória de curto prazo.
Apesar da falta de declínio cognitivo, houve uma descoberta interessante em relação à função digestiva dos camundongos. Os camundongos APPSAA tiveram uma maior produção fecal comparado aos seus colegas de controle, o que poderia indicar algum impacto do acúmulo de amiloide na saúde gastrointestinal deles.
Discussão
Esses achados ressaltam pontos chave sobre o uso de modelos de camundongo na pesquisa. Embora os camundongos APPSAA mostrassem sinais de patologia amiloide, isso não se correlacionou com déficits de função cerebral nos testes realizados. Isso pode sugerir que outros fatores, como o tipo e a quantidade de acúmulo de amiloide, poderiam afetar as funções cognitivas de maneira diferente do que se espera.
Além disso, a ausência de prejuízos cognitivos desafia a suposição de que o acúmulo de beta-amiloide leva diretamente a tais quedas. Também levanta a possibilidade de que outros processos patológicos precisem ser considerados pra uma representação mais válida da doença de Alzheimer.
Direções Futuras
No futuro, mais estudos são necessários pra explorar a relação complexa entre a patologia amiloide e a função cognitiva. Os pesquisadores poderiam investigar mudanças relacionadas à idade mais adiante na vida dos camundongos ou introduzir fatores ambientais e intervenções pra ver como isso afeta o comportamento. Além disso, dar mais atenção à saúde digestiva em relação ao acúmulo de amiloide poderia revelar conexões relevantes pra doenças humanas.
Conclusão
Em resumo, o estudo desses modelos de camundongo oferece insights valiosos, mas também enfatiza os desafios de traduzir a pesquisa em animais pra condições humanas. Esses modelos servem como uma base pra explorar a doença de Alzheimer e condições relacionadas, mas destacam a necessidade de considerar cuidadosamente os fatores que podem influenciar comportamentos e desfechos de doenças. A investigação contínua sobre as interações entre a patologia amiloide, função cognitiva e outros aspectos da saúde será essencial pra desenvolver terapias eficazes no futuro.
Título: APP-KI mice do not display the hallmark age-dependent cognitive decline of amyloid diseases
Resumo: APP knock-in (KI) mice serve as an exciting new model system to understand amyloid beta (A{beta}) pathology, overcoming many of the limitations of previous overexpression-based model systems. The APPSAA mouse model (containing the humanized APP with three familial Alzheimers disease mutations) and the APPWT control are the first commercially available APP KI mice within the United States. While APPSAA mice have been shown to develop progressive A{beta} pathology and neuroinflammation, behavioral changes, particularly in cognitive functions, have yet to be described. Therefore, we performed an in-depth longitudinal study over 12 months, assessing cognition in these two strains, as well as assessments of motor and GI function. We surprisingly note no overt, progressive cognitive impairment or motor deficits. However, we do observe a significant increase in fecal output in APPSAA mice compared to APPWT at 12 months old. These data provide a baseline for these models behavioral attributes. HighlightsO_LIAPPSAA and APPWT knock-in mice do not display age related cognitive decline C_LIO_LIFecal output appears altered by APP genotype, but no other measure of GI function is impacted. C_LIO_LIBoth genotypes behave equally in motor function tests C_LI
Autores: Timothy R Sampson, L. Blackmer-Raynolds, L. D. Lipson, I. Fraccaroli, I. N. Krout, J. Chan
Última atualização: 2024-05-26 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.24.595745
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.05.24.595745.full.pdf
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