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
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.
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.
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
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
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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
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
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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
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