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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-9778-6702
Document type: Tese
Access type: Acesso Embargado
Embargo Date: 2023-06-29
Title: Análise do secretoma de bactérias isoladas do alimento de larvas de abelhas brasileiras sem ferrão em Drosophila melanogaster modelo para Doença de Alzheimer
Alternate title (s): Analysis of the secretome of bacteria isolated from the food of Brazilian stingless bees larvae in a Drosophila melanogaster model for Alzheimer's Disease
Author: Rodrigues, Tamiris Sabrina
First Advisor: Bonetti, Ana Maria
First coorientator: Vieira, Carlos Ueira
First member of the Committee: Amorim, Fernanda Gobbi
Second member of the Committee: Maranhão, Andréa Queiroz
Third member of the Committee: Oliveira Júnior, Robson José de
Fourth member of the Committee: Silva, Murilo Vieira da
Summary: A Doença de Alzheimer (DA) é uma doença neurodegenerativa progressiva caracterizada pela presença de placas amiloides, emaranhados neurofibrilares, inflamação, dano oxidativo, perda de sinapses e morte seletiva de neurônios. A inibição da expressão de BACE1 tem sido considerada um alvo terapêutico para a prevenção e tratamento da doença de Alzheimer. Este estudo avaliou a atividade inibitória do BACE1 do secretoma de bactérias isoladas de alimento larval de abelhas sem ferrão de espécies nativas brasileiras, Melipona quadrifasciata e Tetragonisca angustula. Para tanto, foi realizada a triagem de secretomas nas linhagens transgênicas de Drosophila melanogaster, seguida de análises in silico. Avaliamos a taxa de sobrevivência da mosca transgênica com fenótipo de olho áspero, gerado pela superexpressão de ortólogos humanos APP e BACE1 no sistema nervoso em desenvolvimento do olho. Modificações morfológicas nos olhos de D. melanogaster recém-eclodidos foram examinadas. Verificamos redução das alterações morfológicas no olho, apresentando olhos compostos com superfície lisa, diferença na fusão das omatídeos e presença de grande número de cerdas, nos grupos tratados com os secretomas S9 e S27 quando comparados aos grupos controle. Cortes histológicos mostraram concordância com esta melhora, exibindo olhos compostos com morfologia regular e superfície organizada. O modelo anti-DA de D. melanogaster foi tratado com vários secretomas bacterianos por 15 dias após a eclosão. As moscas tratadas com o secretoma S1 apresentaram melhora na taxa de escalada quando comparadas aos grupos controle negativo e veículo. Além disso, os grupos tratados com os secretomas S1 e S27 mostraram um declínio nos níveis de beta-amiloide após 15 dias de tratamento. A análise histológica do cérebro revelou diminuição da neurodegeneração nas moscas tratadas com S1 visualizada pela redução das lesões vacuolares, quando comparada aos grupos controle negativo e veículo. Realizamos a análise proteômica dos secretomas mais eficientes nos testes com D. melanogaster. As análises in silico selecionou os peptídeos mais potencialmente bioativos para interagir com BACE1 e beta-amiloide, prevendo o docking molecular entre eles. Nossa análise encontrou quatro peptídeos que interagem com BACE1 e Aβ42, com potencial ação na redução do processo neurodegenerativo. Esses peptídeos potencialmente bioativos podem servir de protótipo para novos fármacos para a prevenção ou tratamento da Doença de Alzheimer. O secretoma de bactérias isoladas do alimento larval de abelhas sem ferrão provou ser uma fonte potencial de moléculas terapêuticas direcionadas a distúrbios neurodegenerativos.
Abstract: Alzheimer's disease (AD) is a progressive neurodegenerative disorder characterized by the presence of amyloid plaques, neurofibrillary tangles, inflammation, oxidative damage, synapse loss, and selective neuron death. Inhibition of BACE1 expression has been considered a therapeutic target for the prevention and treatment of Alzheimer's disease. This study evaluated BACE1 inhibitory activity of secretome of bacteria isolated from stingless bees’ larval food of native Brazilian species, Melipona quadrifasciata and Tetragonisca angustula. For this purpose, the screening of secretomes in the Drosophila melanogaster transgenic strains, followed by in silico analysis. We assessed the survival rate of transgenic fly with rough eye phenotype, generated by overexpression of human APP and BACE1 orthologs in the developing nervous system of the eye. Morphological modifications in the eyes of newly hatched D. melanogaster were examined. We verified reduction of morphological alterations in the eye, presenting compound eyes with smooth surface, difference in the fusion of the omatids and presence of a large number of bristles, in the groups treated with the S9 and S27 secretomes when compared to the control groups. Histological sections showed agreement with this improvement, exhibiting compound eyes with regular morphology and organized surface. The anti-AD model of D. melanogaster was treated with several bacterial secretomes for 15 days after hatching. The flies treated with the S1 secretome showed an improvement in the climbing rate when compared to the negative control and vehicle groups. Additionally, the groups treated with the S1 and S27 secretomes showed a decline in beta-amyloid levels after 15 days of treatment. The histology analysis of the brain revealed a decrease in neurodegeneration in flies treated with S1 visualized through the reduction of vacuolar lesions, when compared to the negative control and vehicle groups. We carried out the proteomic analysis of the most efficient secretomes in the tests with D. melanogaster. The in silico analysis selected the most potentially bioactive peptides to interact with BACE1 and beta-amyloid, predicting the docking between them. Our analysis found four peptides that interact with BACE1 and β-amyloid plaques, with potential action in reducing the neurodegenerative process. Thus, our investigations resulted in the identification of potentially bioactive peptides that can serve as a prototype for new drugs for the prevention or treatment of Alzheimer's Disease. The secretome of bacteria isolated of the larval food of stingless bees proved to be a potential source of therapeutic molecules targeting neurodegenerative disorders.
Keywords: Doença de Alzheimer
Drosophila melanogaster
Aβ42
BACE1
alimento larval de abelhas sem ferrão
peptídeo bioativo
neurodegeneração
Alzheimer’s disease
stingless bees’ larval food
bioactive peptide
neurodegeneration
Genética
Bonetti, Ana Maria, 1949
Vieira, Carlos Ueira, 1981
Universidade Federal de Uberlândia
Programa de Pós-Graduação em Genética e Bioquímica
Título
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::GENETICA
CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::FARMACOLOGIA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Genética e Bioquímica
Quote: RODRIGUES, Tamiris Sabrina. Análise do secretoma de bactérias isoladas do alimento de larvas de abelhas brasileiras sem ferrão em Drosophila melanogaster modelo para Doença de Alzheimer. 2021. 145 f. Tese (Doutorado em Genética) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2021.5514.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2021.5514
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32351
Date of defense: 21-May-2021
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