Inhibarea agregării protinelor ca terapie potențială pentru accidentul vascular cerebral ischemic acut

Un studiu recent a demonstrat că inhibarea agregării enzimei glicolitice GAPDH ar putea constitui o nouă strategie terapeutică promițătoare pentru accidentul vascular cerebral ischemic acut, prin reducerea disfuncției mitocondriale și a morții neuronale induse de stresul oxidativ și nitrosativ asociat ischemiei-reperfuzie.
Accidentul vascular cerebral ischemic acut este a doua cauză de mortalitate la nivel mondial. În prezent, terapia trombolitică cu activator tisular al plasminogenului recombinant este singura intervenție eficientă, dar fereastra terapeutică este limitată. Pe lângă deprivarea de oxigen și glucoză, stresul oxidativ generat în timpul reperfuziei contribuie esențial la moartea neuronală. În acest context, agregarea GAPDH, o proteină cu multiple funcții non-glicolitice, a fost identificată ca un posibil mecanism patogen în accidentul ischemic cerebral.

Despre studiu

Modelul animal și abordarea genetică

Cercetătorii de la Universitatea Metropolitană din Osaka au utilizat un model de ocluzie a arterei cerebrale medii (MCAO) la șoarece pentru a induce ischemie-reperfuzie și au observat că agregatele de GAPDH apar precoce, anterior infarctului cerebral vizibil. Au fost generați șoareci transgenici care exprimă o variantă mutantă de GAPDH (C152A), incapabilă să formeze agregate. Această variantă a fost exprimată selectiv în neuroni printr-un sistem de reglementare cu doxiciclină și vector viral AAV2.

Validare funcțională a mutației GAPDH-C152A

• Exprimarea GAPDH-C152A nu a afectat activitatea glicolitică globală a creierului.
• Șoarecii care exprimau GAPDH-C152A au prezentat volume de infarct reduse semnificativ și scoruri neurologice îmbunătățite față de martori.
• Agregarea GAPDH a fost diminuată cu aproximativ 60% în striat, iar markerii disfuncției mitocondriale (citocrom c și AIF) au fost semnificativ reduși.

Inhibitor farmacologic GAI-17

Pe baza secvenței active a GAPDH, a fost sintetizat un peptid tripeptidic (GAI-17: serină-cisteină-treonină) cu activitate puternică de inhibare a agregării GAPDH (97,2% la 50 μM). Acesta nu a afectat viabilitatea celulară și nici activitatea glicolitică a GAPDH.

Rezultate

Distribuția și specificitatea GAI-17

• GAI-17 injectat intracerebroventricular s-a localizat specific în neuroni, nu în astrocite, posibil prin transport PEPT2.
• Modelarea moleculară a arătat interacțiunea GAI-17 cu regiunea apropiată de Cys-152 a GAPDH fără a interfera cu activitatea sa enzimatică.

Eficiență terapeutică

• GAI-17 administrat înainte de MCAO a redus semnificativ volumul infarctului cortical și a îmbunătățit scorul neurologic.
• Agregarea GAPDH a fost redusă în cortex, iar disfuncția mitocondrială a fost atenuată (citocrom c și AIF reduse cu peste 50%).
• Post-tratamentul cu GAI-17 la 3 și 6 ore după reperfuzie a oferit protecție cerebrală comparabilă cu tratamentul prealabil.
• Efectele protectoare nu au fost evidente dacă tratamentul a fost inițiat la 9 ore post-reperfuzie.

Concluzii

Studiul demonstrează rolul patogen al agregării GAPDH în accidentul vascular cerebral ischemic și validează atât intervenția genetică (GAPDH-C152A), cât și farmacologică (GAI-17) ca strategii neuroprotectoare. În special, GAI-17 prezintă un profil terapeutic favorabil, cu:

• Inhibiție specifică a agregării GAPDH,
• Penetrare neuronală selectivă,
• Păstrarea funcției enzimatice a GAPDH,
• Fereastră terapeutică extinsă comparabilă cu alte terapii recente precum Tat-CIRP.

Limitări și perspective

Limitările studiului includ:

• Evaluarea doar pe modelul transitoriu de MCAO; necesită extindere pe modele permanente de ischemie.
• Analiză limitată la faza acută (< 48 ore); sunt necesare studii în fazele subacute și cronice.
• Posibile efecte off-target ale GAI-17 nu au fost complet investigate.

În concluzie, inhibarea agregării GAPDH reprezintă o nouă direcție terapeutică în accidentul vascular cerebral ischemic acut. Dezvoltarea unor analogi stabili și administrabili sistemic ai GAI-17 ar putea deschide noi perspective terapeutice pentru pacienți.