Es una enfermedad neurodegenerativa progresiva. Afecta el comportamiento del paciente, el aprendizaje y la habilidad de realizar las actividades de la vida diaria, provocando una perdida de independencia. Es incurable provocando la muerte del paciente. 2
ALOIS ALZHEIMER Medico Alemán Hospital Mental observó a Augusta durante 5 años La autopsia reveló (1906) alteraciones en el cerebro AUGUSTA D. (Left to right) A. Alzheimer, E. Kraepelin, R. Gaupp, and F. Nissl. About 1906. Alzheimer s modern histopathological laboratory in the Psychiatric University Hospital in Munich, 1904. Alzheimer and coworkers in Munich. Back (left to right): F. Lotmar; unknown; St Rosental; Allers(?); unknown; A. Alzheimer; N. Achucarro, F. H. Levy. Front (left to right): Frau Grombach; U. Cerletti; unknown; F. Bonfiglio; G. Perusini. About 1909. N. Achucarro Doctor honoris causa por la Universidad de Yale 3
Filamentos helicoidales Ovillo neurofibrilar Luna-Muñoz, J. & Harrington, C., 2013. Phosphorylationof Tau Protein Associated as a Protective Mechanism in the Presence of Toxic, C-TerminallyTruncated Tau in Alzheimer s Disease. Understanding Alzheimer s Disease, p.89. Primer paciente 1907 Aluminio 1965 Colinérgica 1976 1907 1907 1914 1921 1928 1935 1942 1949 1956 1963 1970 1977 1984 Cascada amiloide 1992 Vascular 1993 Canales iónicos 1995 Estrés oxidativo 1997 Neurodegeneración excitotóxica 1997 Neuroinflamación 2000 Cascada mitocondrial 2004 Disfunciones sinápticas 2005 2005 Diabetes tipo 3 Dentrítica 2013 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 Presente Adaptación de Petrov D., 2015. Efecto de una dieta rica en grasas en ratones app/ps1, modelo familiar de la enfermedad de Alzheimer. 4
Querfurth, H.W. & Laferla, F.M., 2010. Alzheimer s Disease., 9, pp.329 344. 5
Edad de inicio de los síntomas TIPOS DE ENFERMEDAD DE ALZHEIMER 1-5% Factores genéticos 1% Alelo ε4 del gen APOE Factores de riesgo Factores no identificados 6
Donepezilo Rivastigmina Inhibidores de la acetilcolinesterasa Galantamina Memantina Antagonista del receptor NMDA 7
Medications, D., 2015. Alzheimer s Disease Medications. National Institute on Aging (NIH) Calcoen, D., Elias, L. & Yu, X., 2015. What does it take to produce a breakthrough drug? Nature reviews. Drug discovery, 14(3), pp.161 2. Sperling, R. a. et al., 2011. Toward defining the preclinical stages of Alzheimer s disease: Recommendations from the National Institute on Aging-Alzheimer's Association workgroups on diagnostic guidelines for Alzheimer's disease. Alzheimer s & Dementia, 7(3), pp.280 292. 8
Age Adaptation, Baumgart, M. et al., 2015. Summary of the evidence on modifiable risk factors for cognitive decline and dementia: A population-based perspective. Alzheimer s & dementia : the journal of the Alzheimer's Association, 11(6), pp.1 9. 9
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SEÑALIZACIÓN DE LA INSULINA IDE BAD Bcl-xL ptau γ-secretase β-amyloid Neuron damage 12
Hippocampal Insulin Resistance Impairs Spatial Learning and Synaptic Plasticity Diabetes 2015;64:3927 3936 DOI: 10.2337/db15-0596 A Key Role of Insulin Receptors in Memory Diabetes 2015;64:3653 3655 DOI: 10.2337/dbi15-0011 To elucidate the functional role of hippocampal IRs independent of metabolic function, we generated a model of hippocampal-specific insulin resistance using a lentiviral vector expressing an IR antisense sequence (LV-IRAS). LV-IRAS effectively downregulates IR expression in the rat hippocampus without affecting body weight, adiposity, or peripheral glucose homeostasis. How does brain insulin resistance develop in Alzheimer s disease? 13
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M. Ettchetoet al. / Evaluation of Effects of a High-Fat Diet in APP/PS1 Mice 15
M. Ettchetoet al. / Evaluation of Effects of a High-Fat Diet in APP/PS1 Mice M. Ettchetoet al. / Evaluation of Effects of a High-Fat Diet in APP/PS1 Mice 16
Biochimica et Biophysica Acta 1852 (2015) 1687 1699 Biochimica et Biophysica Acta 1852 (2015) 1687 1699 17
Biochimica et Biophysica Acta 1852 (2015) 1687 1699 18
Mol Neurobiol (2016) 53:6183 6193 19
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3M 50x CBP Neun CBP+Neun CBP + Hoechst WT 3M APP 3M WT CBP CA1 GAPDH WT 3M APP 3M APP CBP Bdnf WT mrna expression 2.0 1.5 1.0 0.5 * mrna expression 1.5 1.0 0.5 GD APP 0.0 WT 3M APP 3M 0.0 WT 3M APP 3M 21
HISTONE H3 ACETYLATED H3 acetylated Neun H3 ac + Neun 1.5 * H3 AC WT APP/PS1 Protein level 1.0 0.5 H3 0.0 WT APP/PS1 GAPDH 2.0 H3 Protein level 1.5 1.0 0.5 0.0 WT APP/PS1 Protein level PKA WT APP/PS1 WT APP/PS1 pcreb CREB Protein level p-akt AKT perk1/2 WT APP/PS1 ERK1/2 GAPDH Protein level WT APP/PS1 22
tnfrsf1a Tnfrsf1b IL-6 HC 2.0 1.5 2.0 1.5 2.0 1.5 * 1.0 1.0 1.0 0.5 0.5 0.5 0.0 WT 3M APP 3M 0.0 WT 3M APP 3M 0.0 WT 3M APP 3M IL1-b HC ccl-2 HC 2 2 mrna expression 1 mrna expression 1 mrna expression 0 WT 3M APP 3M 0 WT 3M APP 3M WT 3M APP 3M Figure 5 FALTA ESCALA! Quitarlos de mas aumentos 23
Figure 7 APP WT CT APP CT Protein level 1.5 ADAM10 BACE-1 ADAM 10 WT APP Protein level 1.0 0.5 GAPDH 0.0 WT APP 24
DEXIBUPROFENO 25
Red, GFAP; Blue, Nuclei Red, IBA1; Blue, Nuclei 26
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Green, SYNAPTOPHYSIN; Blue, Nuclei 28
ACTIVATED GLIA Secretion of pro-inflammatory molecules: TNFα CABLES NFκβ Expression of pro-inflammatory molecules: IL6 c-abl INFLAMMATORY RESPONSE pcdk5 NMDAR1 SYNAPTOPHYSIN BACE1 IDE CREB Aβ42 NEUROFIBRILLARY TANGLES IMPAIRED COGNITIVE PERFORMANCE AMYLOID PLAQUES MEMANTINA 29
Peripheral parameters IP - GTT IP-ITT Memory improvement jjjj Object Novel Recognition Test 30
Inflammation APP/PS1 APP/PS1 HFD APP/PS1 MEM APP/PS1 HFD MEM CA1 CC CC CA3 GD 50 µm Red: IBA1. Blue: nuclei Β-amyloid plaques reduction and APP processing APP/PS1 APP/PS1 HFD APP/PS1 MEM APP/PS1 HFD MEM 100µm CA1 CA3 GD Green: amyloid plaques. Blue: nuclei 31
Β-amyloid plaques reduction and APP processing Insulin pathway 32
Resistencia a la insulina WT CT APP/PS1 CT P-IR IR p-irs2 IRS2 Nivel de proteína 1.5 1.0 0.5 * WT APP/PS1 2.0 1.5 1.0 0.5 * * WT APP/PS1 p-akt Akt pser9 GSK3B 0.0 p-ir IR p-irs2 IRS2 0.0 p-akt Akt pser9 GSK3B GSK3B GSK3B p-ir IR GAPDH APP/PS1 APP/PS1 HFD APP/PS1 MEM APP/PS1 HFD MEM Nivel de proteína p-irs2 IRS2 p-ir IR p-irs2 IRS2 p-akt Akt pser9 GSK3β GSK3β GAPDH Imágenes representativas de Western Blot y cuantificación de varias proteínas relacionadas con la vía de la insulina en hígado en ratones con la cepa salvaje (WT) y la cepa transgénica (APP/PS1); y en ratones APP/PS1 no tratados Vs ratones APP/PS1 tratados con MEM de 6 meses de edad. Los valores son promedios ±Errores Estándar de la Media (SEM). Se utilizó una t de Student para comparar los grupos WT CT y APP/PS1 CT; y ANOVA de dos vías con la prueba de Tukey, los valores p< 0.05 fueronconsideradosestadísticamentesignificativos. Receptores NMDA en el hígado WT CT APP/PS1 CT APP/PS1 APP/PS1 HFD APP/PS1 MEM APP/PS1 HFD MEM NMDAR2B NMDAR2B GAPDH GAPDH 33
NMDA a nivel hipotalámico Memantina B-1-42 B-amiloide Efecto insulina Intolerancia insulina Mejora a nivel periférico? 34
ALZHEIMER Y DIABETES ALZHEIMER = TRANSTORNO METABOLICO COGNITIVO 35
EA: RESISTENCIA A LA INSULINA SNC Transmisión de señal Insulina IR y IGF-1R Resistencia a la insulina 36
ENSAYOS CLÍNICOS Relación Alzheimer-Diabetes Insulina Pioglitazone 37
ENSAYOS CLÍNICOS Relación Alzheimer-Diabetes Insulina Pioglitazone ALTERACIONES METABÓLICAS Señalización de la insulina (SNC) Receptor de la Insulina (IR) Altos niveles de insulina Multitud de funciones fisiológicas Ingesta Modulación de la fosforilación de tau Metabolismo β-amiloide Supervivencia neuronal Protección contra el estrés oxidativo 38
ENSAYOS CLÍNICOS Insulina Nasal: Piloto Participantes: Enfermos de Alzheimer leve o moderado N=104 Durante 4 meses (placebo, 20 IU o 40 IU) Resultados: Mejora de la Memoria retardada (delayed) Mejoras en la cognición (diferentes test) Sin diferencias significativas en los biomarcadores del fluido cerebroespinal. (ptau i β-amiloide) Insulina Nasal: Fase 3 Participantes: Enfermos leves de Alzheimer N=240 Durante 12 meses (placebo, 40 UI) 39