Nome do Projeto
A vacina Bacillus Calmette-Guérin como uma promissora estratégia terapêutica para a Doença de Alzheimer
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
28/04/2023 - 31/01/2024
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Multidisciplinar
Resumo
A Doença de Alzheimer (DA) é uma doença neurodegenerativa e progressiva, caracterizada pelo declínio cognitivo, pela perda de memória e por mudanças neuropsiquiátricas. Além disso, a DA é acompanhada por alterações no cérebro dos pacientes afetados, como o acúmulo de placas senis de beta-amilóide e emaranhados neurofibrilares de proteína TAU. Nos últimos anos, o número de indivíduos que possuem a doença vem progredindo e estima-se que cerca de 55 milhões de pessoas ao redor do mundo são afetadas pela DA ou por alguma forma relacionada de demência. Ainda que existam tratamentos disponíveis, este continua sendo um problema devido aos efeitos paliativos e pouco eficazes destes medicamentos. Além disso, o diagnóstico da DA normalmente é tardio e a doença já está em estágio avançado, o que diminui a eficácia dos medicamentos (Alzheimer’s Association, 2023). Devido a essa problemática, a busca por novos tratamentos para a DA persiste. Interessantemente, estudos publicados têm investigado a vacina Bacillus Calmette-Guérin (BCG) como um potencial tratamento para outras doenças não relacionadas com a tuberculose. Isso se deve aos efeitos não específicos que a BCG tem demonstrado e pelo fato de a vacina ser capaz de induzir a imunidade treinada. Além disso, a vacina já é utilizada na clínica como terapia para o câncer de bexiga e para o melanoma no estágio III. Alguns autores também já descreveram na literatura que a vacina apresenta efeitos favoráveis no tratamento da diabetes e de doenças neurodegenerativas. Diante disso, começou a ser hipotetizado se a BCG poderia ser utilizada na DA. Dados apontam que a administração de BCG pode influenciar os processos de neurogênese e plasticidade sináptica (Qi et al., 2017). Ademais, a imunização com BCG parece ser capaz de reduzir a inflamação e o consequente dano cognitivo em camundongos APP/PS1 (Zuo et al., 2017). Ainda, um estudo apresentou que países onde a vacinação com BCG não é obrigatória, a DA se mostra mais prevalente, mostrando que existe uma relação inversa entre a cobertura vacinal com BCG e a prevalência de DA (Gofrit et al., 2019). Portanto, devido ao que foi exposto, o objetivo do presente projeto é avaliar o efeito protetor da BCG em model animal de DA, a influência da vacinação com BCG no metabolismo celular e como isso afeta a neuropatologia da DA.

Objetivo Geral

O presente projeto tem como objetivo avaliar o efeito neuroprotetor da vacina BCG, em de modelo animal de Doença Alzheimer.

Justificativa

A DA e a diabetes tipo II aumentam a sua incidência com o envelhecimento, e a resistência e o desequilíbrio na sinalização de insulina tem demonstrado serem um fator de convergência entre as patologias (Akter et al., 2011). A vacinação com BCG já demonstrou ser capaz de proteger do estabelecimento do quadro de diabetes, secundário ao estímulo da glicólise aeróbica e consequente redução dos níveis de açúcar e aumento de insulina sanguíneos, o que aponta para um mecanismo terapêutico que poderia ser transposto para a DA.
De fato, a imunização com BCG já demonstrou reduzir a o dano cognitivo e intensidade da DA por exercer efeitos anti-inflamatórios e estimular a neurogênese hipocampal. Entretanto, a relação do seu possível efeito terapêutico na neurodegeneração prevista na DA, com a sinalização da insulina e metabolismo da glicose, continua em aberto. Déficits no metabolismo energético do cérebro, particularmente em respeito à utilização da glicose, é um dos marcadores ouro para o diagnóstico da DA via PET scan, o que frisa a importância da investigação do envolvimento dessas vias (Marcus et al., 2014).
Interessantemente, insulina e IGF-1 são responsáveis por regular a sobrevivência e plasticidade neuronal e oligodendrocitica. Entre as via de sinalização, está diretamente associada a ativação da PI3K e consequente fosforilação da AKT, que estimulam a CREB e aumentam a produção de BDNF (Anderson et al., 2002; Soinelli et al., 2019). Além disso, a ativação da PI3K/AKT pela insulina/IGF-1 leva ao aumento da expressão da enzima degradadora de insulina, principal enzima utilizada pela micróglia para degradar placas amilóides. Outro fato interessante é que exatamente a ativação da PI3K/AKT pela insulina ou IGF-1 condiciona a inibição da expressão da enzima glicogênio sintase kinase 3β, principal enzima responsável por hiperfosforilação da proteína TAU, uma das marcas fisiopatológicas da doença de Alzheimer (Gabouji et al., 2019).
Portanto, devido a injeção de estreptozotocina ser amplamente utilizada para induzir um quadro de déficit cognitivo e neurodegeneração muito similares a DA, através da deficiência/resistência à insulina cerebral, parece ser o modelo ideal para o estudo. Dessa maneira justifica-se as razões de avaliar a imunização com BCG como uma técnica de profilaxia para a doença através da modulação do metabolismo da glicose e sinalização de insulina

Metodologia

Serão utilizados camundongos Swiss de uma semana de vida e acompanhados até o quarto mês de idade, provenientes do Biotério Central da Universidade Federal de Pelotas. Para o desenvolvimento deste projeto, será utilizada a cepa de Mycobacterium bovis BCG Pasteur. Estes cultivos serão realizados em laboratório nível 2 de Biossegurança (NB2), junto ao CDTec/Biotecnologia.
Os camundongos serão inicialmente imunizados com a cepa de Mycobacterium bovis BCG Pasteur 105 UFC diluído em PBS estéril, na primeira semana de vida pela via subcutânea (s.c). Os grupos de animais que irão receber quatro imunizações aos 3 meses de idade, serão submetidos a injeção de 2x104 UFC s.c, com 7 dias de intervalo entre elas.
O desenho experimental irá consistir na avaliação de dois protocolos diferentes. O primeiro protocolo irá avaliar a imunização com uma dose de BCG no início da vida do camundongo, enquanto que o segundo protocolo irá avaliar a imunização com uma dose de BCG no início da vida do camundongo e o subsequente reforço da vacinação na idade adulta. Em ambos os protocolos, os camundongos serão desafiados com injeção de estreptozotocina icv. Os camundongos serão divididos em quatro grupos: Grupo I. PBS + salina; Grupo II. BCG 104 e/ou 2x104 UFC + salina; Grupo III. PBS + estreptozotocina; Grupo IV. BCG 104 e/ou 2x104 UFC + estreptozotocina.
Após a realização do delineamento experimental, os camundongos serão submetidos aos testes comportamentais (teste do campo aberto, teste do labirinto em Y e teste do reconhecimento de objetos). Em seguida os camundongos serão eutanasiados e as estruturas do córtex e hipocampo serão removidas. Posterior a isso, será realizadas as análise bioquímicas como a avaliação da formação de espécies reativas ao oxigênio, determinação da formação de espécies reativas ao ácido tiobarbitúrico, Western Blot, Reação em cadeia da polimerase em tempo real (qPCR), Ensaio de imunoabsorção enzimática (ELISA).

Indicadores, Metas e Resultados

Atualmente a DA apresenta um grave problema de saúde pública ao redor do mundo, afetando não apenas o indivíduo acometido pela doença, mas também causando impacto nas famílias, comunidades, governos e na economia. Os tratamentos utilizados possuem apenas um efeito transiente e não há nenhuma evidência de que podem prevenir, interromper ou reverter a doença (ANAND et al., 2017). Além disso, o diagnóstico normalmente ocorre de forma tardia e os pacientes com a doença já estão com o sistema nervoso seriamente comprometido (LANDAU; FROSCH, 2014). Portanto, o desenvolvimento de pesquisas que visam descobrir uma nova abordagem terapêutica para a DA, é de extrema importância.
Devido à dificuldade de se encontrar um tratamento efetivo para a DA e por já se terem estudos promissores mostrando os efeitos não específicos da BCG e sua atuação no sistema nervosos central, o reposicionamento da BCG se torna um alvo de pesquisas bastante promissor. Desse modo, com a realização deste projeto, espera-se que a BCG seja capaz de mitigar a neuroinflamação e restaurar o metabolismo celular. Além disso, com os dados obtidos ao final do projeto, é esperado que a BCG atenue o dano cognitivo e de memória em modelo animal da DA.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
AIRTON SINOTT CARVALHO
GIULIANA PETIZ ZUGNO
JENIFER FETTER
LUCIELLI SAVEGNAGO20
PALOMA TABORDA BIRMANN

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