Identificação e quantificação de gangliósidos em cérebro de modelos animais de doença de Alzheimer: um estudo lipidómico

Abstract

A doença de Alzheimer é uma doença neurodegenerativa, sendo a forma mais comum de demência. As projeções para 2030 apontam para 75,6 milhões de casos, e o triplo para 2050. A doença de Alzheimer é caracterizada pela presença de deposição do péptido β-amilóide e tranças neurofibrilares. Durante o processo neurodegenerativo, as propriedades físico-químicas das membranas são alteradas. Esta alteração pode resultar de uma desregulação nas proporções dos fosfolípidos e gangliósidos e/ou de mudanças nos rácios. Assim, o objetivo principal deste trabalho foi identificar alterações no perfil de fosfolípidos e de gangliósidos em cérebro de modelo de ratinho triplo transgénico 3xTG-AD de forma a melhor compreender a patologia da doença de Alzheimer e identificar possíveis biomarcadores. Através da uma abordagem lipidómica usando HILIC-LS-MS determinou-se o efeito das 3 mutações presentes no modelo experimental, associadas à doença de Alzheimer, no perfil dos lípidos extraídos da fase aquosa e da fase orgânica do cérebro. Sucintamente, verificou-se um aumento da abundância relativa das classes de fosfolípidos PE, LPE, PEp, PG, PS e de sulfatidos, e uma diminuição da classe de PI, relativamente ao grupo controlo. Na análise dos gangliósidos, na fase aquosa, observou-se uma diminuição dos gangliósidos com apenas um ácido siálico, GM1 e GM2, e o aumento dos gangliósidos mais complexos, GT1, 9-O-acetil GT1b e GQ1. Estes resultados permitem-nos discriminar as amostras de acordo com o grupo a que pertencem, estando as variações de abundância relativa dos lípidos intimamente relacionadas com a doença. Em conclusão, o nosso trabalho permitiu detetar alterações na homeostasia dos gangliósidos e fosfolípidos na doença de Alzheimer, enfatizando a sua importância em condições fisiológicas. Este trabalho fornece uma nova visão de como, na sua globalidade, os fosfolípidos e os gangliósidos podem ser utlizados como possíveis marcadores da doença de Alzheimer.

Alzheimer's disease is a neurodegenerative disease and the most common form of dementia. Projections for 2030 point to 75.6 million cases, and almost triple by 2050. Alzheimer's disease is characterized by the deposition of β-amyloid peptide and neurofibrillary tangles. During the neurodegenerative process, the physicochemical properties of the membranes are changed, affecting cell function. This change can result from a disruption in the proportions of phospholipids and ganglioside and/or changes in ratios and may contribute to this condition. Thus, the main objective of this work is to identify changes in the phospholipid profile and ganglioside in triple-transgenic model (3xTG-AD) in order to better understand the pathology of Alzheimer's disease and identify potential biomarkers. Through a lipidomic approach it was determined the effect of the 3 mutations present in the experimental model associated with Alzheimer's disease, in lipid profile extracted from the aqueous phase and the organic phase of the brain. Briefly, there was an increase in relative abundance of the phospholipid classes PE, LPE, PEp, PG, PS and sulfatides, and a decrease of PI class, relative to the control group. In the analysis of gangliosides was observed a decrease in ganglioside with only one sialic acid, GM1 and GM2, and increased of more complex gangliosides, GT1, 9-O-acetyl GT1b and GQ1. These results allow us to discriminate the samples according to the group they belong, with changes in relative abundance of lipids intimately associated with the disease. In conclusion, our study allowed us to detect changes in the homeostasis of gangliosides and phospholipids in Alzheimer's disease, highlighting its importance in physiological conditions. This study provides a new view as a whole, that phospholipids and ganglioside can be used as possible markers of Alzheimer's disease.