Role of snare-dependent gliotransmitters release in Alzheimer’s disease: from astrocytes to behaviour - Abreu, Daniela Sofia da Costa (2021)
RESUMO: Apesar dos avanços no conhecimento dos mecanismos neurotóxicos e dos aspetos clínicos da doença de Alzheimer (AD), a sua etiologia permanece pouco clara. As espécies tóxicas do péptido β-amiloide (Aβ) desregulam a sinalização de Ca2+ nos astrócitos, levando a gliotransmissão anómala. Sabe-se que os gliotransmissores glutamato e D-serina ativam recetores NMDA (NMDARs), que são fundamentais na plasticidade sináptica (ex.: potenciação de longo prazo (LTP)) e na memória, podendo ser neuroprotetores (sinápticos, sNMDAR) ou iniciar vias de morte celular (extra sinápticos, eNMDAR). Assim, levantámos a hipótese de que o Aβ: (1) exacerba a liberação de glutamato dos astrócitos, ativando excessivamente os eNMDAR e aumentando a excitabilidade neuronal e, concomitantemente, (2) diminui a liberação de D-serina, reduzindo a ativação dos sNMDAR, comprometendo a plasticidade sináptica com subsequente disfunção da memória. Assim, o nosso objetivo foi investigar como é que alterações na sinalização astrócitos-neurónios suprimem os mecanismos de plasticidade sináptica e contribuem para os déficits de memória observados na AD. Utilizamos murganhos transgénicos dn-SNARE, onde a gliotransmissão dependente de SNARE é seletivamente comprometida nos astrócitos. Para estudar a plasticidade sináptica, induzimos um protocolo de LTP nas fatias de hipocampo dos animais dn-SNARE e Wt incubadas com oligomeros Aβ1-42 (200 nM) e/ou D-serina (10 μM). Em paralelo, injetamos no hipocampo de animais dn-SNARE e Wt vetores AAV que transportam a forma mutada da proteína precursora de amiloide humana (APP) e presenilina 1 (PS1), de modo a mimetizar o padrão de expressão da APP observado no hipocampo de pacientes com AD. Os animais foram submetidos a três testes de comportamento: open field (OFT) (locomoção, ansiedade e exploração), Y-maze de alternância espontânea (memória de trabalho espacial) e Morris water maze (MWM) (memória espacial e de longa duração). Adicionalmente, culturas primárias de astrócitos foram transfetadas com um biossensor de FRET para avaliar o impacto da presença de oligomeros de Aβ1-42 (200 nM) na liberação de glutamato pelos astrócitos. O nosso trabalho mostra que: (1) o comprometimento da gliotransmissão recupera a inibição da LTP mediada pelos oligomeros de Aβ1-42; (2) os astrócitos libertam mais glutamato na presença de oligomeros de Aβ1-42; e (3) a D-serina promove a ativação dos sNMDAR e potencializa a indução de LTP, mesmo na presença de oligomeros de Aβ1-42. Os resultados preliminares dos testes de comportamento sugerem que apenas no MWM o comprometimento da gliotransmissão parece melhorar os déficits de memória causados pelo processamento de APP. Os nossos resultados atribuem um papel central aos astrócitos na plasticidade sináptica e à disfunção de memória na AD, abrindo portas para abordagens e novos alvos terapêuticos para o tratamento da AD.