Aqui, descrevemos o procedimento para um estudo piloto para explorar o efeito da estimulação magnética transcraniana repetitiva com diferentes frequências (1 Hz/20 Hz/40 Hz) em Aβ e metabolismo tau em fluido cerebrospinal de macaco rhesus.
Estudos anteriores demonstraram que um regime não invasivo de cintilação de luz e estimulação de tom auditivo poderia afetar o metabolismo de Aβ e tau no cérebro. Como técnica não invasiva, a estimulação magnética transcraniana repetitiva (rTMS) tem sido aplicada para o tratamento de distúrbios neurodegenerativos. Este estudo explorou os efeitos do rTMS nos níveis de Aβ e tau no fluido cefalorraquidiano rhesus macaco (CSF). Este é um estudo único-cego, auto-controlado. Três frequências diferentes (baixa frequência, 1 Hz; altas frequências, 20 Hz e 40 Hz) de rTMS foram utilizadas para estimular o córtex pré-frontal bilateral-dorsolateral (DLPFC) do macaco rhesus. Foi utilizado um método de cateterismo para a coleta de CSF. Todas as amostras foram submetidas à detecção de chips líquidos para análise de biomarcadores CSF (Aβ42, Aβ42/Aβ40, tTau, pTau). Os níveis de biomarcadores CSF mudaram com o tempo após a estimulação por rTMS. Após a estimulação, o nível Aβ42 em CSF mostrou uma tendência de alta em todas as frequências (1 Hz, 20 Hz e 40 Hz), com diferenças mais significativas para as altas frequências (p < 0,05) do que para a baixa frequência.
Após rTMS de alta frequência, o nível total de Tau (tTau) de CSF aumentou imediatamente no ponto de tempo pós-rTMS (p < 0,05) e diminuiu gradualmente em 24 horas. Além disso, os resultados mostraram que o nível de Tau fosfoilado (pTau) aumentou imediatamente após 40 Hz rTMS (p < 0,05). A razão de Aβ42/Aβ40 mostrou tendência de alta em 1 Hz e 20 Hz (p < 0,05). Não houve diferença significativa nos níveis de tau com estimulação de baixa frequência (1 Hz). Assim, as altas frequências (20 Hz e 40 Hz) de rTMS podem ter efeitos positivos nos níveis de Aβ e tau no macaco rhesus CSF, enquanto a baixa frequência (1 Hz) rTMS só pode afetar os níveis de Aβ.
Amilóide-β (Aβ) e tau são importantes biomarcadores CSF. Aβ consiste em 42 aminoácidos (Aβ1-42), que é o produto da proteína precursora amiloide transmembrana (APP) hidrolisada por β e γ-secretas1. Aβ1-42 pode agregar-se em placas amiloides extracelulares no cérebro por causa de suas características de solubilidade1,2. Tau é uma proteína associada a microtúbulos que está presente principalmente em axônios e está envolvida no transporte axonal anterogrado3. A hiperfosforilação tau anormal é induzida principalmente pelo desequilíbrio entre quinases e fosfatases, resultando no descolamento de tau de microtúbulos e na formação de emaranhados neurofibrilares (NFT)1. A concentração de tau aumenta no CSF porque as proteínas tau e fosforiladas tau (pTau) são liberadas no espaço extracelular durante o processo neurodegenerativo. Estudos anteriores mostraram que os biomarcadores de CSF são relevantes para as três principais alterações patológicas do cérebro da doença de Alzheimer (DA): placas amiloides extracelulares, formação de NFT intracelular e perda de neurônios4. Concentrações anormais de Aβ e tau presentes no estágio inicial da DA, permitindo assim o diagnóstico precoce da DA5,6.
Em 2016, Tsai et al. descobriram que a luz não invasiva (40 Hz) reduziu os níveis de Aβ1-40 e Aβ1-42 no córtex visual de ratos pré-depósito7. Recentemente, eles relataram ainda que a estimulação de tons auditivos (40 Hz) melhorou o reconhecimento e a memória espacial, reduziu os níveis de proteína amiloide no hipocampo e córtex auditivo (AC) de camundongos 5XFAD e diminuiu as concentrações de pTau no modelo de tauopatia P301S8. Esses resultados indicam que técnicas não invasivas podem impactar o metabolismo de Aβ e Tau.
Como uma ferramenta não invasiva, a estimulação magnética transcraniana (TMS) poderia estimular eletricamente o tecido neural, incluindo a medula espinhal, nervos periféricos e córtex cerebral9. Além disso, pode modificar a excitabilidade do córtex cerebral no local estimulado e nas conexões funcionais. Portanto, a TMS tem sido utilizada no tratamento de distúrbios neurodegenerativos e testes prognósticos e diagnósticos. A forma mais comum de intervenção clínica em TMS, rTMS, pode induzir ativação do córtex, modificar a excitabilidade do córtex e regular a função cognitiva/motora.
Foi relatado que 20 Hz rTMS teve um efeito neuroprotetor in vitro contra estressores oxidativos, incluindo glutamato e Aβ e melhorou a viabilidade geral das células HT22 hipocampal monoclonais em camundongos10. Após a estimulação de rTMS de 1 Hz, a enzima app-cleaving de β local 1, APP, e seus fragmentos de terminal C no hipocampo foram consideravelmente reduzidos. Notavelmente, o comprometimento da potencialização a longo prazo, aprendizagem espacial e memória no CA1 hipocampal foi revertido11,12. Bai et al. investigaram o efeito de rTMS na disfunção de oscilação gama induzida por Aβ durante um teste de memória de trabalho. Eles concluíram que a rTMS poderia reverter a disfunção induzida por Aβ, resultando em benefícios potenciais para a memória de trabalho13. No entanto, há poucos relatórios sobre os efeitos do rTMS no metabolismo tau e as mudanças dinâmicas em Aβ e tau em CSF antes e depois da rTMS. Este protocolo descreve o procedimento para investigar os efeitos do rTMS em diferentes frequências (baixa frequência, 1 Hz; altas frequências,20 Hz e 40 Hz) nos níveis Aβ e tau no macaco rhesus CSF.
Aβ1-42, um biomarcador bem estabelecido de AD, é um biomarcador de núcleo CSF relacionado ao metabolismo Aβ e formação de placas amiloides no cérebro e tem sido amplamente utilizado em ensaios clínicos e na clínica26. Estudos recentes têm demonstrado que a razão CSF Aβ42/Aβ40 é um melhor biomarcador diagnóstico do que apenas Aβ42 porque é um indicador melhor da patologia do tipo DA AD27,28<sup class="xr…
The authors have nothing to disclose.
Os autores gostariam de agradecer à Sichuan Green-House Biotech Co., Ltd por fornecer a cadeira de macaco e outros dispositivos relativos. Esta pesquisa não recebeu nenhuma subvenção específica de qualquer agência de financiamento nos setores público, comercial ou sem fins lucrativos.
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