Endocitose induzida por excitotoxicidade como alvo potencial para neuroproteção de acidente vascular cerebral, parte 2

A prevenção da endocitose TrkB-FL é relevante para a neuroproteção do AVC in vivo: como a endocitose é um requisito para a necrose, estratégias gerais para regular negativamente ou esgotar proteínas-chave que medeiam diferentes etapas do processo endocítico foram desenvolvidas e demonstraram interferir na neurodegeneração (Troulinaki e Tavernarakis, 2012).

Nos últimos anos, o acidente vascular cerebral tornou-se um problema comum e, como os danos neurológicos causados ​​por um acidente vascular cerebral afetarão diretamente a nossa vida diária, a perda de memória é relativamente comum após um acidente vascular cerebral. Portanto, a relação entre neuroproteção e memória após acidente vascular cerebral também se tornou um tema quente.

Em primeiro lugar, precisamos entender que após um acidente vascular cerebral, os nervos do cérebro serão danificados até certo ponto, o que terá um impacto direto na nossa memória. No entanto, se tomarmos medidas preventivas e de tratamento atempado, ainda poderemos proteger eficazmente os nossos nervos e melhorar a nossa memória.

Como realizar a neuroproteção? Primeiro, precisamos fazer exercícios adequados. Isto não só melhora a nossa condição física, mas também promove o crescimento e a recuperação dos nervos. Em segundo lugar, desenvolver bons hábitos de vida, como manter um sono adequado e uma alimentação adequada, também será de grande ajuda para a nossa neuroproteção. Finalmente, durante o período de tratamento, precisamos de cooperar activamente com o tratamento do médico e receber prontamente formação de reabilitação, para restaurar eficazmente a nossa função neurológica.

Além disso, também podemos melhorar a nossa memória através de alguns métodos. Por exemplo, podemos desenvolver bons hábitos como ler, ouvir música e praticar jogos intelectuais, que podem estimular o nosso cérebro e promover a formação e manutenção de memórias. Ao mesmo tempo, também podemos tentar algum treinamento de memória, como recitar palavras, números, localizações geográficas, etc. Esses métodos podem efetivamente melhorar nossa capacidade de memória.

Embora o AVC traga muitos inconvenientes às nossas vidas, desde que cooperemos activamente com o tratamento e formação de reabilitação e desenvolvamos bons hábitos de vida e de estudo, ainda podemos viver uma vida activa e saudável e proteger os nossos nervos e memória. Percebe-se que precisamos melhorar a memória, e a Cistanche deserticola pode melhorar significativamente a memória, pois a Cistanche deserticola tem efeitos antioxidantes, antiinflamatórios e antienvelhecimento, que podem ajudar a reduzir a oxidação e as reações inflamatórias no cérebro, protegendo assim o saúde do sistema nervoso. Além disso, a Cistanche deserticola também pode promover o crescimento e a reparação das células nervosas, melhorando assim a conectividade e a função das redes neurais. Esses efeitos podem ajudar a melhorar a memória, o aprendizado e a velocidade de pensamento, e também podem prevenir o desenvolvimento de disfunções cognitivas e doenças neurodegenerativas.

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Portanto, a interferência genérica ao sism pode ser considerada uma estratégia terapêutica com potencial para reduzir a morte celular devido a insultos cerebrais agudos. No entanto, potenciais advertências para esta abordagem são os efeitos adversos pleiotrópicos que ela pode ter, considerando que processos celulares fisiológicos essenciais também seriam inibidos. Como alternativa, propomos o uso de moléculas capazes de interferir na endocitose patológica de proteínas específicas de sobrevivência neuronal.
Um candidato a considerar é o NMDAR, internalizado pela sua superestimulação. Foi demonstrado que a endocitose de NMDARs contendo GluN2B medeia a excitotoxicidade por mecanismos ainda desconhecidos (Wu et al., 2017).
O bloqueio deste processo endocítico dependente de clatrina usando um peptídeo de penetração celular (CPP) foi capaz de inibir a excitotoxicidade em neurônios corticais cultivados. Este CPP (Tat-YEKL) contém um domínio de 11 aa da proteína Tat do vírus da imunodeficiência humana tipo 1, que permite que cargas anexadas atravessem a barreira hematoencefálica e a membrana plasmática, seguido por 12 aa do terminal C GluN2B correspondente ao AP{{9} } motivo de ligação.

A seleção de CPPs como ferramentas neuroprotetoras para terapia de AVC parece particularmente apropriadaNEURAL REGENERATION RESEARCH｜Vol 16｜No.2｜Fevereiro de 2021｜301Figura 1｜ Mecanismo de ação do peptídeo neuroprotetor TFL457.O CPP contém uma sequência justamembranesa TrkB-FL (retângulo verde escuro) que provavelmente compete com uma proteína que interage com TrkB (laranja) importante para a endocitose induzida por excitotoxicidade, prevenindo assim o processamento do receptor secundário e a morte neuronal.

A interação do TrkB com esta proteína não identificada é mantida na presença do peptídeo controle TMyc (círculo roxo) e a morte neuronal é induzida pelo ataque excitotóxico. CPP: Peptídeo de penetração celular; TFL457 e TMyc: CPPs derivados de Tat; TrkB: quinase B relacionada à tropomiosina; TrkB-FL: o receptor completo cataliticamente ativo.

uma vez que os neurônios altamente endocíticos da área isquêmica apresentam uma captação aumentada de peptídeos derivados de Tat (Vaslin et al., 2009), o que resulta no direcionamento seletivo de potenciais CPPs neuroprotetores para neurônios danificados. efeitos quando usado in vivo e pode inibir especificamente os efeitos pró-morte da superativação do NMDAR, preservando outras funções do receptor.

Outro possível candidato a ser explorado como alvo neuroprotetor é o substrato que interage com a quinase D de 220 kDa (Kidins220), um efetor a jusante de receptores de neurotrofina e NMDARs essenciais para a viabilidade neuronal. Demonstramos que o processamento de Kidins220 pela calpaína na excitotoxicidade é secundário ao tráfego dessa proteína para o aparelho de Golgi e à ativação precoce da Rap1-GTPase (LópezMenéndez et al., 2019).

Em estágios posteriores do processo excitotóxico, a regulação negativa de Kidins220 governa a inativação de Rap1 associada a uma diminuição na atividade de ERK que compromete a sobrevivência neuronal. Portanto, a prevenção do endocitosismo de Kidins220 induzido por excitotoxicidade pode ser investigada como uma forma de inibir o processamento da dor dos complexos de ativação Rap1 e, assim, interferir no desligamento das cascatas de prosobrevivência Kidins220/Rap1/ERK.

Finalmente, já demonstramos que a interferência da endocitose de TrkB-FL é uma estratégia neuroprotetora relevante tanto in vitro quanto in vivo. Descobrimos que a excitotoxicidade diminui os níveis superficiais desse receptor e, sequencialmente, promove seu processamento intracelular por diversas proteases (Tejeda etal., 2019). O principal mecanismo de regulação negativa de TrkB-FL é a clivagem de sua região justamembrana intracelular pela calpaína (Vidaurre etal., 2012; Figura 1).

Um mecanismo secundário para TrkB-FL, mas primário para a regulação de TrkB-T1, é a proteólise intramembranar regulada pela ação sequencial de metaloproteinase / -secretase, produzindo a eliminação por essas isoformas de ectodomínios de receptores idênticos que demonstramos atuar como sequestradores de BDNF (Tejeda et al., 2016).

Em conjunto, estes mecanismos provocam uma alteração profunda da sinalização do BDNF por excitotoxicidade, observada não apenas no acidente vascular cerebral, mas também em outras doenças neurológicas (Tejeda e Diaz-Guerra, 2017).

Para preservar as vias de sobrevivência reguladas pelo BDNF, projetamos um CPP derivado de Tat (TFL 457) contendo uma sequência curta de membrana justa TrkB-FL (aa 457-471) que supomos ser importante para o controle da estabilidade e função do receptor na excitotoxicidade.

A sequência selecionada faz parte de uma região intracelular estabelecida como importante para a regulação da localização e função do TrkB-FL através da interação com um conjunto de diferentes proteínas que incluem o Hrs (Huang et al., 2009).

Observamos que o peptídeo TFL457 preveniu especificamente a endocitose precoce de TrkB-FL ativada por excitotoxicidade, diferentemente de um controle negativo CPP contendo sequências não relacionadas (TMyc). Nossa hipótese é que o TFL457 possa estar competindo com alguma interação proteína/s estabelecida pela sequência 457-471 em TrkB-FL, que seria necessária para a promoção da endocitose induzida por excitotoxicidade.

Uma vez que este peptídeo afetará apenas as interações especificamente estabelecidas pelo TrkB-FL, a endocitose de outras proteínas de superfície não seria afetada. Ao manter o receptor não processado na superfície celular, o TFL457 interfere secundariamente na clivagem de TrkB-FL pela calpaína e na proteólise intramembranar regulada e, assim, a fosforilação do receptor Tyr816 e a sinalização de BDNF/TrkB/PLC são mantidas.

O resultado é a preservação da proteína de ligação ao elemento de resposta cAMP e das atividades do promotor do fator 2 do intensificador de miócitos a jusante desta cascata, o que inicia um mecanismo de feedback que favorece o aumento da expressão de proteínas críticas de pró-sobrevivência nos neurônios, como o BDNF ou o próprio receptor TrkB, resultando em aumento da viabilidade neuronal.

O peptídeo neuroprotetor desenvolvido pode ser altamente relevante para a terapia do AVC, uma vez que, em um modelo de isquemia permanente em camundongos, ele neutraliza a regulação negativa de TrkB-FL no infarto e diminui eficientemente o tamanho do infarto em quase 30% (Tejeda et al., 2019).

Além disso, o TFL457 melhora o resultado neurológico, como mostra uma diminuição de 42% no número médio de deslizes em um teste de avaliação de equilíbrio e coordenação motora.

Portanto, estes resultados desvendam a endocitose de TrkB-FL induzida por excitotoxicidade como um alvo novo e altamente relevante para a terapia do AVC e abrem novos caminhos para o desenvolvimento de novos medicamentos especificamente dirigidos a outras proteínas de sobrevivência.

Margarita Díaz-Guerra*

Instituto de Investigaciones Biomédicas "AlbertoSols", Consejo Superior de InvestigacionesCientíficas-Universidad Autónoma de Madrid (CSIC-UAM), Madrid, Espanha

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Revisor de pares aberto: Rayudu Gopalakrishna,University of Southern California, EUA. Arquivo adicional: Relatório de revisão de pares aberto 1.

Referências

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2. Huang SH, Zhao L, Sun ZP, Li XZ, Geng Z, Zhang KD, ChaoMV, Chen ZY (2009) Papel essencial de Hrs na reciclagem endocítica do receptor TrkB completo, mas não de sua isoforma TrkB.T1. J Biol Chem 284:15126-15136.

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