Salivary biomarkers in Alzheimer´s disease / Biomarcadores salivales en la enfermedad de Alzheimer

The hypotheses currently considered the most likely causes of Alzheimer's disease (AD) are amyloid beta peptide deposition in the cerebral cortex and hyperphosphorylation of the Tau protein, with the consequent formation of neurofibrillary tangles. In clinical practice, although not accurate, AD diagnosis is based on the exclusion of other diseases, behavioural assessments and complementary examinations, such as imaging and blood tests. Advances in the field of biotechnology have created exciting prospects for the early detection of AD via biomarker assessment, which is considered a safer and more efficient procedure. Molecules recognised as biomarkers can be expressed in some body fluids, including cerebrospinal fluid, saliva and blood. The presence of amyloid beta peptide and Tau can be confirmed in saliva, which is also an easily and non-invasively collectable material with an accessible cost. The objective was evaluate the concentrations of the t-Tau protein and Ab42 peptide in the saliva of elderly individuals with and without dementia of the AD type Method: The objective of this case-control study, involving a total of 120 individuals, was to analyse whether a correlation exists between variations in the concentrations of the t-Tau and Ab42 biomarkers in the saliva of patients with confirmed AD and individuals in the inclusion group but without AD . We found that t-Tau expression in AD patients is significantly lower than that in individuals without AD, whereas the salivary concentration of Ab42 is higher in patients with AD but not significantly different from that of the group without AD. Conclusion: Thus, we demonstrate the feasibility of using salivary biomarkers as predictive markers for diagnosis of Alzheimer's disease.

Las hipótesis consideradas actualmente como las causas más probables de la enfermedad de Alzheimer (EA) son la deposición de péptido beta amiloide en la corteza cerebral y la hiperfosforilación de la proteína Tau, con la consiguiente formación de ovillos neurofibrilares. En la práctica clínica, aunque no es precisa, el diagnóstico de la EA se basa en la exclusión de otras enfermedades, evaluaciones de comportamiento y exámenes complementarios, como imágenes y análisis de sangre. Los avances en el campo de la biotecnología han creado interesantes perspectivas para la detección temprana de la EA a través de la evaluación de biomarcadores, que se considera un procedimiento más seguro y más eficiente. Las moléculas reconocidas como biomarcadores se pueden expresar en algunos fluidos corporales, incluidos el líquido cerebroespinal, la saliva y la sangre. La presencia del péptido beta amiloide (AB) y la proteína Tau (t-Tau) se puede confirmar en la saliva, que también es un material fácil y no invasivo de recolección con un costo accesible. El objetivo fue evaluar las concentraciones de la proteína t-Tau y el péptido Ab42 en la saliva de las personas de edad avanzada con y sin demencia del tipo de tipo EA. El estudio de casos y controles, se realizó en un total de 120 personas, para analizar si existe una correlación entre las variaciones en las concentraciones de los biomarcadores t-Tau y Ab42 en la saliva de pacientes con EA confirmada e individuos en el grupo de inclusión pero sin AD. Encontramos que la expresión de t-Tau en pacientes con EA es significativamente menor que en individuos sin EA, mientras que la concentración salival de Ab42 es mayor en pacientes con EA pero no significativamente diferente de la del grupo sin la enfermedad . Por lo tanto, se demuestra la viabilidad del uso de biomarcadores salivales como marcadores predictivos para el diagnóstico de la enfermedad de Alzheimer.

INTERACCIÓN DE LA GLUTAMINA SINTETASA (GS) Y EL PÉPTIDO β -AMILOIDE COMO UNA ESTRATEGIA DE PURIFICACIÓN [title language="en"]INTERACTION OF GLUTAMINE SYNTHETASE (GS) AND AMYLOID β-PEPTIDE AS A PURIFICATION STRATEGY / INTERAÇÃO DA GLUTAMINA SINTETASE (GS) E PÉPTIDO β AMILÓIDE COMO UMA ESTRATÉGIA DE PURIFICAÇÃO

La enfermedad de Alzheimer (EA) es la forma de demencia más común en la edad adulta. Se manifiesta con la pérdida progresiva de la memoria a medida que las neuronas en la corteza cerebral y el hipocampo mueren. En todas las formas de EA se evidencia aumento de la expresión de diferentes proteínas, así como la presencia de agregados insolubles de péptido-β-amiloide (PBA). La glutamina sintetasa (GS) es una enzima clave en el metabolismo del glutamato y en la detoxificación de amonio (NH4+). Previamente se ha reportado una posible interacción GS-PBA que puede estar asociada con EA. En este trabajo se realizó la purificación de la enzima cerebral de rata a partir de un extracto sometido a precipitación fraccionada con (NH4)2SO4 del 20-60 % de saturación y posteriormente a través de cromatografías sucesivas de filtración en gel, intercambio iónico y afinidad. El peso molecular del complejo fue calculado en 137 kDa por el orden de elución en la columna de filtración. Se identificó interacción de la enzima con PBA 1-40, lográndose la purificación de una sola banda de 45 kDa, correspondiente a la forma monomérica de la GS. En este trabajo se presenta un nuevo método de purificación de la enzima y se demuestra la interacción de GS con el PBA. Se propone que esta interacción GS-PBA puede ser uno de los procesos que se presentan en la enfermedad al explicar la reducción de la actividad de la enzima en paciente con EA, ya que podría alterar el ciclo glutamato-glutamina y generar cambios en el entorno celular que favorecen excitotoxicidad por glutamato típica de los procesos de neurodegeneración.

Alzheimer's disease (AD) is the most common form of dementia in adulthood; it is manifested by the progressive loss of memory since neurons in both cerebral cortex and hippocampus die. In all the forms of AD is observed the increased expression of different proteins, as well as the presence of insoluble aggregates of β-amyloid peptide (BAP). Glutamine synthetase (GS) is a key enzyme in the metabolism of glutamate and in the detoxification of ammonium (NH4+). A possible interaction GS-PBA has been previously reported and it can be associated with AD. In this work we performed the purification of the enzyme from rat brain extract subjected to fractional precipitation 20-60 % saturation with (NH4)2SO4, and thereafter through successive chromatographies of gel filtration, ion exchange and affinity. The molecular weight of the complex was calculated at 137 kDa by the order of elution in the column filtration. The interaction of the enzyme with 1-40 PBA was identified, achieving the purification of a single band of 45 kDa corresponding to the monomeric form of the GS. In this paper we present a new method of the enzyme purification and we demonstrated the interaction of GS with the PBA. We propose this interaction GS-PBA can be one of the processes that occur in the disease and it could explain the reduction in enzyme activity in patients with AD, since it might alter the glutamate-glutamine cycle and generate changes in the cellular environment which favor glutamate excitotoxicity typical of neurodegeneration processes.

A doença do Alzhéimer (DA) é a forma mais comum de demência na idade adulta, que se manifesta pela perda progressiva da memória, já que os neurónios em córtex cerebral e hipocampo morrem. Em todas as formas de AD é observado o aumento da expressão de proteínas diferentes, bem como a presença de agregados insolúveis de β-amilóide péptido (BAP). Glutamina sintetase (GS) é uma enzima chave no metabolismo do glutamato e na desintoxicação de amónio (NH4+). Uma possível interacção GS-PBA foi relatada anteriormente e pode ser associada com o AD. Neste trabalho, foi realizada a purificação da enzima a partir do extrato do cérebro de rato e foi submetido a precipitação fraccionada com (NH4)2SO4 de 20- 60 % de saturação e, subsequentemente, através de cromatografias sucessivas de filtração em em gel, permuta iónica e de afinidade. O peso molecular do complexo foi calculado em 137 kDa por ordem de eluição na filtração de coluna. A interacção da enzima com 1-40 PBA foi identificada, alcançando a purificação de uma única banda de 45 kDa correspondente à forma monomérica do GS. Neste artigo, apresentamos um novo método de purificação da enzima e demonstramos a interação da GS com o PBA. Propomos que esta interacção GS-PBA pode ser um dos processos que ocorrem na doença e pode explicar a redução na actividade da enzima nos pacientes com o AD, uma vez que poderia alterar o ciclo de glutamatoglutamina e gerar alterações no ambiente celular que favorecem a excitotoxicidade típica do glutamato nos processos de neurodegeneração.

Estrés oxidativo, péptido beta-amiloide y enfermedad de Alzheimer / Oxidative stress, beta-amyloide peptide and Alzheimer's disease

La enfermedad de Alzheimer es la causa más común de demencia en la población de edad avanzada. Una de las características histopatológicas de esta enfermedad es la formación de placas seniles, cuyo componente proteínico es el péptido β-amiloide (Aβ) en su forma insoluble. Este péptido se produce normalmente en forma monomérica soluble y circula en concentraciones bajas en el líquido cefalorraquídeo y sangre. En concentraciones fisiológicas actúa como factor neurotrófico y neuroprotector, sin embargo con el envejecimiento y sobre todo en la enfermedad de Alzheimer se acumula, forma fibrillas insolubles y causa neurotoxicidad. La toxicidad del Aβ se ha asociado a la generación de radicales libres que causan peroxidación de lípidos y oxidación de proteínas entre otros daños. Se ha planteado que el Aβ pueda reconocer a receptores específicos que median a su vez neurotoxicidad. Entre estos se encuentra el receptor scavenger o pepenador que se expresa en la microglia y es capaz de internalizar agregados de este péptido. Independientemente de la vía de entrada del péptido a la célula, éste genera un estado de estrés oxidativo que eventualmente desencadena la muerte celular. Estudios recientes desarrollados en nuestro laboratorio muestran que el proceso de traducción de proteínas que intervienen en el proceso de endocitosis mediada por un receptor puede ser afectado por una condición de estrés oxidativo. Este es el caso de la β-adaptina, proteína clave en la formación del pozo cubierto.

Alzheimer's disease, the leading cause of dementia in the elderly is characterized by the presence in the brain of senile plaques formed of insoluble fibrillar deposits of beta-amyloid peptide. This peptide is normally produced in a monomeric soluble form and it is present in low concentrations in the blood and spinal fluid. At physiological concentrations, this peptide is a neurotrophic and neuroprotector factor; nevertheless, with aging and particularly in Alzheimer's disease this peptide accumulates, favors the formation of insoluble fibrils and causes neurotoxicity. beta-Amyloid peptide toxicity has been associated with the generation of free radicals that in turn promote lipid peroxidation and protein oxidation. Through the recognition of specific receptors such as the scavenger receptor, the beta-amyloid peptide becomes internalized in the form of aggregates. Independently of the way the peptide enters the cell, it generates oxidative stress that eventually triggers a state of neurotoxicity and cell death. Recent studies in our laboratory have shown the effect caused by an extracellular oxidative stress upon the internalization of the scavenger receptor. We have also demonstrated that the process of protein translation of molecules implicated in the mechanism of endocytosis through the scavenger receptor, such as the case of beta-adaptin, is arrested in microglial cells treated with beta-amyloid.