Biomarcadores sanguíneos para a doença de Alzheimer : avaliação da expressão gênica da ADAM10 e de micro- RNAs

ADAM10 is an-secretase that cleaves APP in the non-amyloidogenic pathway, thereby inhibiting -amyloid peptide (A ) production in Alzheimer´s disease (AD). Studies have shown decreased ADAM10 platelet levels in AD patients as well as the deregulation of microRNAs (miRNAs) related to molecules involved in the pathophysiology of this disease. The objective was to verify and compare ADAM10 gene expression and micro-RNAs (miRNAs) between AD patients and controls without cognitive impairment. It is a comparative study, based on the assumptions of quantitative research. Biological samples were collected, analyzed and stored in a biorepository. The ADAM10 gene expression in whole blood was studied in 47 AD, 32 healthy controls and 21 mild cognitive impairment (MCI) subjects by RT-qPCR techniques and analyzed by relative expression by 2- Ct. For miRNAs analyses, using MegaplexTM and MirWalk 2.0 database, were analyzed by RT-qPCR ~700 miRNAs in total blood and 21 miRNAs of them were validated in a sample of 21 AD subjects and 17 healthy controls. Statistical association tests, regression and diagnostic accuracy were performed. No significant differences in ADAM10 gene expression were observed between AD and control groups. Therefore, the decrease of ADAM10 protein in platelets of AD patients was not caused by a reduction in mRNA encoding for ADAM10. Mir-144-5p, miR-374 and miR-221 were downregulated in AD subjects, with moderate accuracy diagnosis. However, the association of selected miRNAs expression and Mini Mental State Examination (MMSE) was significantly better as a diagnostic tool compared to their expression separately. The validated miRNAs are involved in the regulation of pathways related to neurodegenerative diseases (beta-amyloid cascade, ubiquitination, transcriptional regulator, synaptic transmission, vesicle trafficking). Specifically, miR-144-5p, miR-374 and miR-221 are relevant for AD, as regulators of APP, BACE1 and ADAM10 translation. To the best of our knowledge, this is the first study to demonstrate a downregulation of these specific miRNAs in total blood of Alzheimer’s disease patients, compared to healthy cognitive controls. These findings are in agreement with AD protein outcomes and place the miRNAs evaluated as potential biomarkers that can be used to improve AD diagnosis.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)ADAM10 é uma -secretase que cliva a APP através do caminho não amiloidogênico, inibindo desta forma a produção do peptídeo -amiloide (A ) na doença de Alzheimer (DA). Estudos apresentam a diminuição plaquetária da proteína ADAM10 em idosos com DA, assim como a desregulação de microRNAs (miRNAs) relacionados com moléculas envolvidas com a fisiopatologia desta doença. O objetivo geral foi verificar e comparar a expressão gênica da ADAM10 e de miRNAs entre idosos com DA e controles sem alterações cognitivas. Trata-se de um estudo de comparação, baseado nos pressupostos da pesquisa quantitativa. Amostras biológicas foram coletadas, analisadas e armazenadas em um biorrepositório. A expressão gênica da ADAM10 em sangue total foi estudada em 47 sujeitos com DA, 32 controles saudáveis e 21 sujeitos com transtorno neurocognitivo leve (TNCL), através de técnicas de RT-qPCR e analisada pela expressão relativa por 2- Ct. Para análises dos miRNAs, utilizando Megaplex e a base de dados MiRWalk 2.0, foram analisados por RTqPCR ~700 miRNAs no sangue total e 21 deles foram validados em uma amostra de 21 sujeitos com DA e 17 controles. Testes estatísticos de associação, regressão e acurácia diagnóstica foram realizados. Não foi observada diferença significante na expressão gênica da ADAM10 entre sujeitos com DA e controles. Assim, a diminuição dos níveis proteicos da ADAM10 plaquetária em pacientes com DA não foi devido a redução do mRNA codificante para ADAM10. Mir-144-5p, miR-374 e miR-221 estavam menos expressos em indivíduos com DA, com moderada acurácia diagnóstica. Entretanto, a associação da expressão dos miRNAs selecionados com o Mini Exame do Estado Mental (MEEM) foi significativamente melhor como uma ferramenta de diagnóstico em comparação com as análises individuais. Os miRNAs validados estão envolvidos na regulação de vias relacionadas a doenças neurodegenerativas (cascata beta-amiloide, ubiquitinação, reguladores de transcrição, transmissão sináptica, tráfego de vesículas). Especificamente, o miR-144-5p, miR-374 e miR- 221 são relevantes para a DA, como reguladores da tradução da APP, BACE1 e da ADAM10. Segundo nosso conhecimento, este é o primeiro estudo a demonstrar a expressão reduzida desses miRNAs no sangue total de pacientes com DA, em comparação com controles cognitivamente saudáveis. Estes resultados estão de acordo com os resultados proteicos da DA e destacam os miRNAs avaliados como potenciais biomarcadores que podem ser utilizados para o aperfeiçoamento do diagnóstico da DA