Development of nanocarriers for the treatment of Alzheimer’s disease

Abstract

O cérebro é o órgão mais complexo do corpo humano, o mais difícil de entender e o mais bem protegido do nosso corpo. A proteção gerada à sua volta é tanto uma vantagem como uma desvantagem e a maior dificuldade no desenvolvimento de terapêuticas para patologias tão severas, incapacitantes e debilitantes, como é o caso da Doença de Alzheimer. A Ab-amilóide, um péptido, devido a uma alteração no metabolismo é progressivamente produzido e depositado, levando à formação das placas senis. Além disso, como a Ab-amilóide é responsável por regular determinadas vias de sinalização, a sua desregulação provoca uma hiperfosforilação da proteína TAU. Estas duas condições são os principais pilares onde a investigação atual da doença de Alzheimer assenta e procura entender e resolver. O encapsulamento em lipossomas, de curcumina e siRNA, duas moléculas com potencial terapêutico, e a sua posterior libertação no cérebro, são uma maneira de evitar a progressão desta doença, uma vez que se descobriu que a curcumina tem afinidade para os agregados de Ab amilóide e capacidade neuroprotetora, e através de siRNA exógeno pretende-se obter o silenciamento de genes envolvidos na patologia. O encapsulamento de ambas as substâncias foi alcançado, conseguindo-se manter as características ideias de tamanho dos lipossomas para que consigam atravessar a barreira hematoencefálica. Foi necessário avaliar se estas formulações de lipossomas não seriam tóxicas para as células e, portanto, foram estudadas em duas linhas celulares: L929, fibroblastos de ratinho, e SH-SY5Y, neuroblastoma humano. Verificou-se que as formulações alcançadas não apresentam toxicidade significativa. O passo seguinte seria testar as formulações in vivo, em embriões de peixe-zebra.

The brain is the most complex, the most difficult to understand and the best protected organ in the human body. The protection generated around it is both an advantage and a disadvantage and the greatest difficulty in developing therapies for such severe, disabling and debilitating pathologies as Alzheimer’s Disease. Amyloid-b, a peptid, due to na alteration in metabolism is progressively produced and deposited leading to the formation of senile plaques. Furthermore, as amyloid-b is responsible for regulating certain signaling pathways, its dysregulation causes a hyperphosphorylation of the TAU protein. These two conditions are known as the hallmarks of Alzheimer’s Disease and it is where the current research into Alzheimer’s Disease rests and seeks to understand and resolve. Encapsulation in liposomes of curcumin and siRNA, two molecules with therapeutic potential, and their subsequent release in the brain is a way to prevent the progression of this disease, as curcumin has been found to have an affinity for amyloid-b aggregates and siRNA is one of the most used therapies for gene-silencing. Encapsulation of both substances was achieved and maintaining the ideal size characteristics of the liposomes so that they can cross the blood brain barrier (BBB). It was necessary to assess whether these liposomes formulations would not be toxic to the cells therefore they were studied in two cell lines: L929, mouse fibroblasts, and SH SY5Y, human neuroblastoma. It was found that the formulations do not present significant toxicity. The next step would be to test the formulations in vivo, on zebrafish embryos. In this study we also assessed the potential neuroprotector effect of the liposomes through the evaluation of the acetylcholinesterase activity behavior.