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Biomarcadores e Doenças Neuro-degenerativas SO2 Bioquímica II Adriana Sarmento Adriana Martins Adriano Grangeia Adriano Agostinho Alberto Marques Alexandra.

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1 Biomarcadores e Doenças Neuro-degenerativas SO2 Bioquímica II Adriana Sarmento Adriana Martins Adriano Grangeia Adriano Agostinho Alberto Marques Alexandra Dias Alexandra Carvalho Alexandre Afonso Alice Longras Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra

2 Objectivos 1- Explicar o que são biomarcadores 2- Analisar outros biomarcadores no plasma e/ou líquido cefalo-raquídeo (LCR) em doenças neurodegenerativas: proteína 14-3-3, proteína tau, beta-amilóide, etc.; 3- 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.

3 Um biomarcador é…... uma característica que é objectivamente medida e avaliada como um indicador de processos biológicos normais, processos patogénicos ou respostas farmacológicas a uma intervenção terapêutica. Pode ser: -uma substância que é introduzida num organismo para analisar a função de um órgão ou outros aspectos da saúde; -pode ser uma substância cuja detecção indica um estado de doença específica, por exemplo, a presença de um anticorpo pode indicar uma infecção;

4 -podem ser detectados e medidos em partes do corpo como o sangue ou tecido. Eles podem indicar tanto os processos normais ou doentes no corpo; -pode ser específico de células, moléculas, ou genes, produtos de genes, enzimas e hormonas; -podem ser funções de órgãos ou alterações características nas estruturas biológicas; -utilizados em pesquisas pré-clínicas e diagnóstico clínico por um tempo considerável.

5 Biomarcadores β-amilóide Proteína Tau Proteína 14-3-3

6 Biomarcadores e Doenças Neuro-degenerativas -Os biomarcadores estão a ser cada vez mais valorizados para auxiliar no diagnóstico, na terapia e na investigação das doenças neuro-degenerativas, como a doença de Alzheimer (DA). -As causas de muitas destas patologias ainda não estão definitivamente descobertas e a sua fase inicial é muitas vezes caracterizada pela ausência de sintomas expressivos. -Apesar da existência de testes neuropsicológicos desenvolvidos, eles são muitas vezes complexos e não conseguem diferenciar claramente as alterações cognitivas próprias do envelhecimento normal das manifestações dos sinais iniciais da DA. - Por isso, justifica-se a crescente importância na pesquisa de biomarcadores para auxiliar o diagnóstico.

7 Caso concreto: Doença de Alzheimer Pensa-se que a doença de Alzheimer, causada pela morte progressiva de neurónios, é originada pela acumulação anormal de: Beta-amilóideProtéina Tau - placas (ou agregados) formadas pela proteína insolúvel beta- amilóide enovelada (folded) no meio extra-celular. bloqueiam as sinapses, contribuem para a formação de radicais livres, estimulam a inflamação (entre outras coisas) -depósitos da proteína Tau hiperfosforilada no meio intra-celular. Esta proteína, que é uma moduladora da estabilidade dos microtúbulos, quando fica hiperfosforilada… contribuiu para a destabilização e destruição do citoesqueleto, que é fundamental para a sobrevivência das células

8 Assim sendo, os biomarcadores com maior potencial são aqueles que estão associados a estas duas proteínas. Nos doentes com DA: níveis da beta-amilóide níveis de Tau (em relação aos indivíduos cognitivamente normais ) A combinação dessa análise laboratorial com o diagnóstico clínico (muito baseado em testes neuropsicológicos) demonstrou uma boa sensibilidade e especificidade para identificar aqueles que evoluirão para DA. Estes biomarcadores são extraídos do líquido céfalo-raquídeo (LCR), cuja recolha é feita por punção lombar.

9 Proteína 14-3-3 Presente em todas as células eucarióticas, principalmente no SNC. Apresenta 7 isoformas nos mamíferos. Biomarcador para doenças priónicas. Funções: Sinalização, Crescimento/proliferação celular Divisão Adesão Diferenciação Apoptose Regulação dos canais iónicos. Proteína UBIQUITÁRIA

10 É uma glicoproteína ancorada à membrana plasmática Funções: Comunicação entre as células nervosas, manutenção intracelular dos iões Cu2+, protecção contra o stress oxidativo, apoptose celular Mutações do gene PRNP (c20) leva a uma alteração conformacional da PrPc tornando-se PrPsc. Prião Proteínas que podem alterar a conformação de outras proteínas PrPcPrPsc ++

11 PrPc e PrPsc PrPcPrPsc solúvel degradável por proteases 42% α-hélice e 3% folha β insolúvel resistente a proteases 30% α-hélice e 43% folha β Auto-replica-se no interior do organismo forma placas de β-amiloide nos neurónios levando à morte

12 Doenças do Prião Doença de Creutzfeldt-Jakob (CJD) Kuru Nova variante da CJD (nvCJD) Insónia Fatal Familiar (FFI) Síndrome de Gerstmann-Sträussler-Scheinker (GSS )

13 Doença de Creutfeld-jakob CJD esporádica CJD familiar CJD iatrogénica CJD nova variante- por ingestão de alimentos (BSE) contaminados Pode apresentar 4 diferentes formas Espasmos musculares Alterações comportamentais e cognitivas Demência Morte em menos de 1 ano nas formas clássicas e em 2 anos na nova variante Sintomas Análise dos sintomas EEG Detecção da protéina 14-3-3 no LCR Diagnóstico definitivo: biópsia para detecção da PrPsc ou autópsia Diagnóstico

14 Que proteinas podemos encontrar no LCR de um doente com CJD? Ubiquitinas NSE (neuron specific enolase) S100B Proteína tau PROTEINA 14-3-3 Única que permite o diagnóstico de CJD Porque as outras proteínas também são encontradas no LCR de doentes com outras doenças neurodegenerativas. Permite por isso um diagnóstico diferencial.

15 A proteína 14-3-3 encontra-se nas células do SNC. As doenças dos priões ( CJD) levam à lesão cerebral aguda. Libertação da proteína 14- 3-3 para o LCR. Detecção Sensibilidade 95% Especificidade 93% (do teste de diagnóstico) Não é possível na nvCJD Doenças priónicas e proteína 14-3-3

16 Libertação de proteína 14-3-3 Presença no LRC Western blotting Electroforese em gel poliacrilamida/SDS (SDS-page) Autorradiografia Métodos de detecção de biomarcadores

17 Western blotting Electroforese em Gel Detecção por um anticorpo específico Massa, carga + Métodos de detecção de biomarcadores Marcação apenas da proteína de interesse

18 Bibliografia e Cibergrafia http://en.wikipedia.org/wiki/Biomarker_% 29% 28medicine http://www.everythingbio.com/glos/definition.php?ID=3716 http://www.scielo.br/pdf/qn/v30n5/a46v30n5.pdf http://www.hcnet.usp.br/ipq/revista/vol34/n3/144.html http://www.medicalnewstoday.com/articles/137155.php http://adam.about.com/reports/000002_1.htm http://en.wikipedia.org/wiki/Tau_protein http://en.wikipedia.org/wiki/Beta_amyloid http://en.wikipedia.org/wiki/Alzheimer%27s_disease


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