Aprendizagem e memória prejudicadas em camundongos semelhantes ao DA induzidos por Aβ1-42 e melhora parcial após o tratamento com triptolídeo
Para estabelecer um modelo de camundongo semelhante ao Alzheimer induzido por Aβ1-42, Aβ1-42 agregado foi injetado estereotaxicamente nos ventrículos laterais bilaterais de camundongos C57BL/6J. Após o estabelecimento do modelo, os camundongos foram tratados com veículos, triptolido ou triptolida, combinados com o inibidor PI3K LY294002. O aprendizado espacial e a memória foram então avaliados usando o labirinto aquático Morris.
Durante a fase de navegação de lugares de 6 dias, a latência de escape diminuiu gradualmente em todos os grupos, indicando que os camundongos adquiriram a tarefa de aprendizado espacial com treinamentos repetidos (Figura 1A). No entanto, camundongos semelhantes a AD induzidos por Aβ1-42 apresentaram latências de fuga consistentemente maiores do que camundongos controle, especialmente em dias de treinamento posteriores, sugerindo aprendizado espacial prejudicado. O tratamento com triptolido reduziu a latência de escape em comparação com o grupo modelo tipo AD induzido por Aβ1-42, enquanto o co-tratamento com LY294002 enfraqueceu essa melhoria. Esses achados indicam que o triptolídeo melhorou parcialmente o prejuízo de aprendizagem espacial induzido por Aβ1-42, e esse efeito foi atenuado pela inibição do PI3K.
Trilhas representativas de natação reforçaram ainda mais essas mudanças comportamentais (Figura 1B). Os camundongos controle apresentaram um padrão de busca mais direto, orientado ao alvo, ao redor da localização da plataforma, enquanto camundongos do tipo AD induzido por Aβ1-42 apresentaram uma trajetória de natação dispersa e ineficiente. Ratos tratados com triptolídeo apresentaram melhor comportamento de busca, com trajetórias mais concentradas ao redor da área alvo. Em contraste, camundongos tratados com LY294002 e triptolida mostraram busca menos eficiente do que aqueles tratados apenas com triptolida. No teste da sonda realizado após a remoção da plataforma, camundongos do tipo AD induzidos por Aβ1-42 cruzaram a localização original da plataforma menos vezes do que os camundongos controle, indicando retenção espacial prejudicada (Figura 1C). O tratamento com triptolido aumentou o número de passagens de plataforma, enquanto LY294002 co-tratamento reduziu esse efeito. Da mesma forma, a porcentagem de tempo no quadrante-alvo foi reduzida em camundongos semelhantes à Alzheimer induzidos por Aβ1-42 em comparação com camundongos controle, aumentou após o tratamento com triptolídeo e diminuiu novamente após LY294002 co-tratamento (Figura 1D).
Juntos, esses resultados comportamentais demonstram que a injeção bilateral intraventricular de Aβ1-42 agregado induziu déficits de aprendizagem espacial e memória em camundongos. O triptolido reverteu parcialmente esses défices comportamentais, enquanto LY294002 atenuou o efeito protetor do triptolido, sugerindo que a sinalização PI3K/Akt pode contribuir para os efeitos comportamentais observados neste modelo.
A injeção de Aβ1-42 induziu lesão neuronal do hipocampo e deposição de Aβ, que foram atenuadas pelo triptolido
Para verificar ainda mais o estabelecimento de alterações patológicas semelhantes ao AD induzidas por Aβ1-42 e avaliar o efeito do triptolida na lesão hipocampal, foram realizadas colorações de hematoxilina e eosina e imunohistoquímica de Aβ em seções cerebrais de cada grupo.
A coloração com HE mostrou que os neurônios do grupo controle estavam densamente e regularmente organizados, com morfologia celular e estrutura nuclear relativamente claras (Figura 2A). Em contraste, camundongos semelhantes a AD induzidos por Aβ1-42 apresentaram óbvio dano neuronal no hipocampo, caracterizado por arranjo celular desordenado, redução da densidade neuronal e aumento da condensação nuclear. O tratamento com triptolídeo melhorou parcialmente a morfologia neuronal do hipocampo, com arranjo celular mais preservado e piknose nuclear menos aparente em comparação com o grupo modelo induzido por Aβ1-42. No entanto, o cotratamento com LY294002 atenuou o efeito protetor do triptolido, refletido por uma desorganização e lesão neuronal mais pronunciadas em comparação com o grupo tratado com triptolida.
A imunohistoquímica Aβ foi então realizada para avaliar a deposição de Aβ no hipocampo (Figura 2B). Coloração mínima para Aβ positiva foi observada no grupo controle, enquanto o grupo modelo tipo AD induzido por Aβ1-42 apresentou sinais marrons Aβ-positivos marcadamente aumentados. O tratamento com triptolido reduziu a coloração Aβ-positiva em comparação com o grupo modelo, indicando que o triptolido atenuou a deposição de Aβ neste modelo. Em contraste, camundongos tratados com LY294002 mais triptolido apresentaram aumento na coloração Aβ-positiva em comparação com camundongos tratados apenas com triptolida. A análise quantitativa confirmou ainda mais essas observações histológicas. A área de sinal Aβ-positiva normalizada ao número total de células em cada campo microscópico aumentou no grupo modelo tipo AD induzido por Aβ1-42 em comparação com o grupo controle, reduzida após o tratamento com triptolídeo e parcialmente aumentada novamente após LY294002 co-tratamento (Figura 2B).
Esses resultados indicam que a injeção de Aβ1-42 induziu lesão neuronal do hipocampo e acúmulo de Aβ, enquanto o triptolido aliviou parcialmente essas mudanças patológicas. A reversão observada após LY294002 co-tratamento sugere que a sinalização PI3K/Akt pode contribuir para o efeito protetor do triptolido.
O triptolido restaurou a expressão da Gefirina e da Colibitina do hipocampo e modulou a sinalização PI3K/Akt/GSK-3β
Para determinar se as mudanças comportamentais e histológicas foram acompanhadas por alterações nas proteínas associadas à sinapse inibitórias e em sua sinalização regulatória a montante, lisados hipocampais de cada grupo foram analisados por Western bloting. Comparados ao grupo controle, camundongos semelhantes a DA induzidos por Aβ1-42 apresentaram uma redução significativa na expressão de Gefirina hipocampal, enquanto os níveis fosforilados de Gefirina aumentaram (Figura 3A). O tratamento com triptolido restaurou parcialmente a expressão total de Gefirina e reduziu os níveis fosforilados de Gefirina. Em contraste, LY294002 co-tratamento enfraqueceu o efeito do triptolido, como demonstrado pela redução da expressão de Gefirina e pelo aumento da Gefirina fosforilada em comparação com o grupo tratado com triptolido. Esses resultados sugerem que a patologia induzida por Aβ1-42 esteve associada não apenas à redução da abundância de Gefirina hipocampal, mas também à fosforilação aumentada da Gefirina, enquanto o triptolido reverteu parcialmente essas alterações.
A colibistina apresentou padrão de expressão semelhante ao da Gefirina total. Camundongos do tipo AD induzidos por Aβ1-42 apresentaram diminuição na expressão de Colibistina hipocampal em comparação com camundongos controle, enquanto o tratamento com triptolídeo restaurou a expressão de Colibistina. LY294002 co-tratamento reverteu parcialmente esse efeito (Figura 3B). Esses achados indicam que o triptolido preservou a expressão de proteínas de andaimes associadas à sinapse inibitórias no hipocampo, e esse efeito foi atenuado pela inibição do PI3K. A via de sinalização PI3K/Akt/GSK-3β foi então examinada para elucidar melhor as mudanças moleculares subjacentes à fosforilação da Gefirina. No grupo modelo tipo AD induzido por Aβ1-42, a expressão de PI3K e a razão p-Akt/Akt foram reduzidas em comparação com o grupo controle, indicando atividade de sinalização PI3K/Akt comprometida (Figura 3B). A proporção p-GSK-3β/GSK-3β também foi reduzida no grupo de modelos. Como a fosforilação do GSK-3β no local inibitório reflete a supressão da atividade do GSK-3β, essa redução sugere um aumento relativamente maior da atividade do GSK-3β no hipocampo semelhante ao DA, induzido por Aβ1-42. O tratamento com triptolídeo aumentou a expressão de PI3K, restaurou a razão p-Akt/Akt e elevou a relação p-GSK-3β/GSK-3β. Esses efeitos foram enfraquecidos pelo LY294002 co-tratamento.
Em conjunto, esses resultados sugerem que a patologia semelhante à DA, induzida por Aβ1-42, estava associada à redução da expressão hipocampal de Gefirina e Colibistina, aumento da fosforilação da Gefirina e deteriorada fosforilação inibitória de GSK-3β mediada por PI3K/Akt. O triptolido reverteu parcialmente essas mudanças moleculares, enquanto LY294002 atenuou os efeitos do triptolide, apoiando o envolvimento da sinalização PI3K/Akt/GSK-3β na regulação da Gefirina e Colibitina do hipocampo neste modelo.
Triptolídeo atenuou anomalias proteicas relacionadas à autofagia no hipocampo de camundongos semelhantes à DA, induzidos por Aβ1-42
Para determinar se a patologia semelhante à DA, induzida por Aβ1-42, e o tratamento com triptolídeos estavam associados a alterações nas proteínas relacionadas à autofagia, a expressão de LC3 e p62 foram examinadas em lisados hipocampais por Western bloting. Comparados ao grupo controle, camundongos do tipo AD induzidos por Aβ1-42 apresentaram uma razão aumentada de LC3-II/I, indicando maior acúmulo de LC3-II associado a autofagossomos. Paralelamente, a expressão de p62 também foi elevada no grupo modelo, sugerindo acúmulo de substratos relacionados à autofagia no hipocampo. O tratamento com triptolídeo reduziu tanto a razão LC3-II/I quanto a expressão de p62 em comparação com o grupo modelo tipo DA, induzido por Aβ1-42. Esses resultados indicam que o triptolido atenuou o acúmulo anormal de proteínas relacionadas à autofagia induzido por Aβ1-42. Em contraste, LY294002 cotratamento aumentou a razão LC3-II/I e a expressão de p62 em comparação apenas com o tratamento com triptolido, sugerindo que a inibição de PI3K atenuou o efeito do triptolídeo nas alterações proteicas relacionadas à autofagia (Figura 4).
No geral, o grupo controle forneceu o perfil comportamental, histológico e molecular de base, enquanto o grupo modelo do tipo DA, induzido por Aβ1-42, confirmou que a administração intracerebroventricular de Aβ1-42 produziu comprometimento cognitivo, lesão neuronal do hipocampo, deposição de Aβ, redução de proteínas inibitórias associadas à sinapse, alterações na sinalização PI3K/Akt/GSK-3β e acúmulo de proteínas relacionadas à autofagia. A comparação entre o grupo modelo induzido por Aβ1-42 e o grupo tratado com triptolídeo mostrou que o triptolídeo reverteu parcialmente essas anormalidades. A comparação entre o grupo tratado com triptolido e o grupo de co-tratamento LY294002 mais triptolido mostrou ainda que a inibição de PI3K atenuava os efeitos do triptolido. Esses resultados apoiam a hipótese de trabalho de que o triptolídeo modula mudanças em proteínas relacionadas à Gefirina, Colibistina e autofagia do hipocampo em um modelo semelhante ao DA, induzido por Aβ1-42, por meio de um mecanismo associado a PI3K/Akt/GSK-3β.
DISPONIBILIDADE DE DADOS:
Todos os dados brutos necessários para reproduzir os achados deste estudo são fornecidos como Arquivo Suplementar 1 e Arquivo Suplementar 2. Esses incluem as imagens originais do western blot e do gel, dados de blot não recortados, valores numéricos brutos usados para análises estatísticas e os gráficos gerados. (Arquivo Suplementar 1 e Arquivo Suplementar 2) Esses arquivos fornecem os dados brutos que apoiam os resultados quantitativos relatados nas Figuras 1–4.

Figura 1: Triptolida, melhorou parcialmente os déficits de aprendizagem espacial e memória em camundongos semelhantes a Alzheimer induzidos por Aβ1-42. (A) Latência de escape durante a fase de navegação de 6 dias do labirinto aquático Morris. (B) Trajetórias representativas de natação durante o teste de sonda. (C) Número de travessias sobre a localização original da plataforma após a remoção da plataforma. (D) Porcentagem do tempo passado no quadrante-alvo durante o teste da sonda. Os dados são apresentados como média ± SD. A latência de escape foi analisada por ANOVA de medidas repetidas bidirecionais, e os dados do teste de sonda foram analisados por teste ANOVA unidirecional. Ctr, grupo de controle; AD, grupo de modelos semelhantes a AD induzidos por Aβ1-42; TP, grupo tratado com triptolida; Grupo de co-tratamento com LY, LY294002 mais triptolida. n = 6 por grupo. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.

Figura 2: Lesão neuronal do hipocampo atenuada pelo triptolídeo e deposição de Aβ em camundongos semelhantes ao DA, induzidos por Aβ1-42. (A) Imagens representativas de coloração de hematoxilina e eosina de seções do hipocampo de cada grupo. Barra de escala = 50μm. (B) Imagens representativas de coloração imunohistoquímica Aβ e análise quantitativa da deposição Aβ-positiva no hipocampo. Barra de escala = 50μm. Os dados são apresentados como média ± DS. A análise estatística foi realizada usando um teste ANOVA unidirecional. Ctr, grupo de controle; AD, grupo de modelos semelhantes a AD induzidos por Aβ1-42; TP, grupo tratado com triptolida; Grupo de co-tratamento com LY, LY294002 mais triptolida. n = 3 por grupo. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.

Figura 3: Triptolidato restaurou a expressão hipocampal de Gefirina e Collybitina e modulou a sinalização associada a PI3K/Akt/GSK-3β em camundongos semelhantes a DAs induzidos por Aβ1-42. (A) Imagens representativas de Western blot e análise quantitativa da expressão total de Gefirina e Gefirina fosforilada em lisados do hipocampo de cada grupo. (B) Imagens representativas de Western blot e análise quantitativa de Colibistina, PI3K, Akt, Akt fosforilada, GSK-3β e GSK-3β fosforilada em lisados hipocampais. A colibistina e a PI3K foram normalizadas para β-actina. Akt fosforilado e GSK-3β fosforilado foram quantificados como proporções p-Akt/Akt e p-GSK-3β/GSK-3β, respectivamente. Os dados são apresentados como média ± DS. A análise estatística foi realizada usando um teste ANOVA unidirecional. Ctr, grupo de controle; AD, grupo de modelos semelhantes a AD induzidos por Aβ1-42; TP, grupo tratado com triptolida; Grupo de co-tratamento com LY, LY294002 mais triptolida. n = 3 por grupo. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.

Figura 4: Triptolídeo atenuou anormalidades proteicas relacionadas à autofagia no hipocampo de camundongos semelhantes ao AD induzidos por Aβ1-42. Imagens representativas de Western blot e análise quantitativa da expressão de LC3-I/II e p62 em lisados do hipocampo de cada grupo. A razão LC3-II/I foi calculada dividindo a intensidade da banda LC3-II pela intensidade da banda LC3-I, e a expressão de p62 foi normalizada para β-actina. Os dados são apresentados como média ± DS. A análise estatística foi realizada usando um teste ANOVA unidirecional. Ctr, grupo de controle; AD, grupo de modelos semelhantes a AD induzidos por Aβ1-42; TP, grupo tratado com triptolida; Grupo de co-tratamento com LY, LY294002 mais triptolida. n = 3 por grupo. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.
Arquivo Suplementar 1: Imagens de manchas ocidentais não recortadas. As bandas usadas para quantificação são indicadas, e marcadores de peso molecular são mostrados quando disponíveis. Por favor, clique aqui para baixar este arquivo.
Arquivo Suplementar 2: Valores numéricos brutos usados para análises estatísticas neste artigo. Este arquivo contém os conjuntos de dados numéricos brutos usados para gerar os gráficos quantitativos na Figura 1–4, incluindo medições comportamentais do labirinto aquático de Morris, quantificação de imunohistoquímica Aβ e valores de densitometria Western blot. Por favor, clique aqui para baixar este arquivo.