Polifenóis como agentes protectores em modelos celulares de Parkinson

SUMÁRIO

O presente trabalho, tem como principal objectivo avaliar os mecanismos neuroprotectores dos metabolitos fenólicos em diversos modelos de neurodegeneração in vitro e adicionalmente, gerar conhecimento científico relativamente ao mecanismo neuroprotector dos polifenóis. Esta proposta também pretende a identificação de compostos nutracêuticos/terapêuticos que poderão servir de prevenção ou terapêutica destas doenças devastadoras e incuráveis.

Os polifenóis presentes nas plantas, em doses sub-tóxicas estão descritos como possuindo acção neuroprotectiva. Activam vias celulares de resposta ao stress por regulação da expressão génica em diversas células, incluindo os neurónios, em vez de actuarem como antioxidantes per se. Estudos em modelos animais têm demonstrado evidências experimentais que os polifenóis presentes nos alimentos são biodisponíveis e acumulam-se no cérebro, após um consumo prolongado e podem reverter o declínio cognitivo relacionado com o envelhecimento e doenças relacionadas com a neurodegeneração. No entanto, o mecanismo subjacente aos aparentes efeitos protectores permanece por esclarecer.

A maioria dos estudos funcionais in vitro são relativos a metabolitos bioactivos intactos, no entanto para estes compostos serem bioeficazes nos tecidos ou órgãos necessitam de estar biodisponíveis. Os estudos efectuados com o objectivo de avaliar o impacto da sua digestão e subsequente bioeficácia são limitados. Em parte, a inovação desta proposta acenta neste objectivo, nomeadamente, na avaliação da bioeficácia neuroprotectora dos metabolitos fenólicos digeridos.

Os modelos de levedura têm contribuído significativamente para o esclarecimento de aspectos fundamentais da agregação proteica, particularmente do “missfolding” e agregação de alfa-sinucleína (αsyn), uma característica de doenças semelhantes à doença de Parkinson, Demência com corpos de Lewy e diversos sistemas de atrofia. Apesar dos mecanismos de agregação da αsyn e a toxicidade associada permanecerem por elucidar, o stresse oxidativo desempenha um papel proeminente no começo da doença e no seu desenvolvimento. Assim, o “screening” de agentes que previnam directamente a produção de ROS e/ou modulem a agregação tóxica de αsyn, serão de elevado interesse terapêutico, pelo que estes aspectos serão focados e explorados neste projecto. O uso de estirpes silenciadas de Saccharomyces cerevisiae com diferentes sensibilidades ao stress oxidativo permitirá avaliar um aumento da viabilidade celular pelas fracções de metabolitos fenólicos. Outro modelo em leveduras permitiram definir os compostos que mitigam a citotoxicidade induzida pelo asyn. Contudo, abordagens com recurso às leveduras deverão ser validadas em modelos celulares mais fisiologicamente relevantes, neuronais e animais, permitindo a indentificação e confirmação de novos alvos terapêuticos e compostos activos. Uma vez que este projecto está essencialmente focado nos mecanismos neuroprotectores dos metabolitos fenólicos, as fracções mais eficazes detectadas nos modelos de leveduras serão testadas para a formação e toxicidade de agregados asyn num modelo humano celular de PD. Através de um ensaio de complementaridade Fluorescente Biomolecular (BiFC) desenvolvido por uma equipa deste projecto, o efeito das fracções de metabolitos fenólicos na oligomerização do asyn serão testados. Outro modelo de PD desenvolvido para este projecto consiste na exposição crónica de neuroblastomas a rotenona. Este composto é um inseticida comum que causa degeneração de neurónios dopaminérgicos e sintomas semelhantes aos de PD, pela inibição do complexo mitocondrial I reproduzindo a formação de corpos de Lewy (LBs).

Neste modelo, mecanismos celulares e bioquímicos serão investigados a diversos níveis:

(i) viabilidade celular e apoptose,

(ii) estado redox celular endógeno,

(iii) envolvimento do sistema ubiquitina/proteassoma (UPS),

(iv) acumulação de LBs,

(v) expressão génica diferencial devido à exposição do modelo celular de PD à fracção de metabolitos fenólicos.

Concluindo, as actividades neuroprotectoras dos compostos bioactivos das plantas serão exploradas no sentido de minimizar o processo neurodegenerativo, particularmente a agregação proteica, em modelos de PD. A investigação proposta é nova e original, apresentando dois focos distintos: a geração de conhecimento científico e a preocupação com potenciais aplicações nutracêuticas/farmacêuticas.

ÁREA CIENTÍFICA PRINCIPAL: Ciências Biológicas - Biologia Celular e Molecular

FINANCIAMENTO: €189.587,00

INSTITUIÇÃO PROPONENTE: Instituto de Tecnologia Química e Biológica (ITQB NOVA)

INSTITUIÇÃO PARTICIPANTE: Instituto de Medicina Molecular (iMM LIsboa)

COLABORAÇÕES: Dr. Derek Stewart, do James Hutton Institute (JHI)