Estudo do efeito neuroprotetor da Atorvastatina em um modelo pré-clínico da Doença de Alzheimer

Abstract

A Doença de Alzheimer (DA) é uma enfermidade neurodegenerativa caracterizada por prejuízo cognitivo progressivo, alterações comportamentais e disfunções celulares associadas, incluindo o comprometimento da função mitocondrial. Apesar dos avanços no entendimento de sua fisiopatologia, as opções terapêuticas disponíveis permanecem limitadas e incapazes de impedir a progressão da doença. Evidências experimentais indicam que a atorvastatina apresenta efeitos pleiotrópicos, incluindo propriedades anti-inflamatórias e neuroprotetoras. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo investigar os efeitos da atorvastatina em um modelo murino de DA induzido pela infusão intracerebroventricular (i.c.v.) do peptídeo beta-amiloide Aß1- 42. Inicialmente, camundongos machos foram tratados com atorvastatina (10 mg/kg, via oral, por 7 dias) e avaliados quanto à viabilidade celular, integridade de membrana, produção de espécies reativas de oxigênio, potencial de membrana mitocondrial, bioenergética mitocondrial por respirometria de alta resolução e atividade dos complexos mitocondriais I e II no córtex pré-frontal, considerando que estudos prévios já haviam feito essas avaliações no hipocampo. A administração de atorvastatina per se não promoveu alterações nos parâmetros celulares, mitocondriais ou bioenergéticos avaliados, indicando ausência de efeito tóxico sobre o córtex pré- frontal cerebral. Em continuação, utilizamos um modelo pré-clínico da DA que avalia a toxicidade do peptídeo beta-amiloide (Aß1-42). A infusão i.c.v. de Aß1-42 (70 pmol/sítio, 3 uL) induziu dano celular significativo em fatias hipocampais, evidenciado por aumento da permeabilidade de membrana, sem alterações relevantes no córtex pré- frontal. Do ponto de vista comportamental, déficit cognitivo foi observado apenas 30 dias após a infusão (sem efeito aos 10 e 14 dias), com prejuízo na memória de curto prazo na tarefa de reconhecimento de objetos. O tratamento com atorvastatina preveniu o dano celular no hipocampo e não alterou significativamente o déficit de memória de curto prazo induzido pelo Aß1-42. A análise da função mitocondrial revelou que a infusão de Aß1-42 promoveu aumento na atividade do complexo mitocondrial I (sem alteração no complexo II), particularmente no hipocampo, indicando comprometimento da cadeia respiratória mitocondrial. O tratamento com atorvastatina atenuou o aumento da atividade do complexo I. Em conjunto, os resultados demonstram que a atorvastatina não apresenta efeito tóxico per se para o córtex pré- frontal, conforme já demonstrado para o hipocampo. A infusão de Aß1-42 (70 pmol/sítio, i.c.v.) demonstra toxicidade às fatias hipocampais e não corticais e a atorvastatina exerce efeito neuroprotetor frente à toxicidade induzida pelo Aß1-42 no hipocampo, reduzindo a permeabilização da membrana celular e atuando na preservação da função mitocondrial. Não foi observado efeito significativo da atorvastatina sobre o prejuízo de memória de curto prazo em camundongos. Esses resultados confirmam o efeito neuroprotetor da atorvastatina frente à neurotoxicidade induzida pelo peptídeo Aß1-42.

Abstract: Alzheimer?s disease (AD) is a neurodegenerative disorder characterized by progressive cognitive decline, behavioral disturbances, and cellular dysfunctions, including mitochondrial impairment. Despite advances in understanding its pathophysiology, currently available therapeutic approaches remain limited and ineffective in halting disease progression. Experimental evidence suggests that atorvastatin exerts pleiotropic effects, including anti-inflammatory and neuroprotective properties. In this context, the present study aimed to investigate the effects of atorvastatin in a murine model of AD induced by intracerebroventricular (i.c.v.) infusion of the amyloid-beta peptide Aß1?42. Initially, male mice were treated with atorvastatin (10 mg/kg, orally, for 7 days) and evaluated for cellular viability, membrane integrity, reactive oxygen species production, mitochondrial membrane potential, mitochondrial bioenergetics by high-resolution respirometry, and mitochondrial complexes I and II activities in the prefrontal cortex, considering that previous studies had already investigated these parameters in the hippocampus. Atorvastatin administration per se did not induce alterations in any cellular, mitochondrial, or bioenergetic parameters assessed, indicating the absence of toxic effects in the prefrontal cortex. Subsequently, a preclinical AD model based on Aß1?42 toxicity was employed. Intracerebroventricular infusion of Aß1?42 (70 pmol/site, 3 µL) induced significant cellular damage in hippocampal slices, evidenced by increased membrane permeability, whereas no relevant alterations were observed in the prefrontal cortex. From a behavioral perspective, cognitive impairment was detected only 30 days after infusion, with no effects observed at 10 or 14 days, as demonstrated by deficits in short-term memory in the novel object recognition task. Atorvastatin treatment prevented hippocampal cellular damage but did not significantly reverse the Aß1?42-induced short-term memory impairment. Mitochondrial function analysis revealed that Aß1?42 infusion increased mitochondrial complex I activity, without affecting complex II activity, particularly in the hippocampus, indicating disruption of the mitochondrial respiratory chain. Atorvastatin treatment attenuated the increase in complex I activity. Collectively, these findings demonstrate that atorvastatin does not exert toxic effects per se in the prefrontal cortex, corroborating previous observations in the hippocampus. Furthermore, Aß1?42 infusion (70 pmol/site, i.c.v.) induces selective hippocampal toxicity, while atorvastatin exerts neuroprotective effects against Aß1?42-induced neurotoxicity by reducing membrane permeabilization and preserving mitochondrial function. However, no significant effect of atorvastatin on short-term memory impairment was observed. Overall, these results reinforce the neuroprotective potential of atorvastatin against Aß1?42-induced neurotoxicity.