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Autoradiographic evaluation of amyloid-beta and tau radioligands in human brain tissue

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Aliaga, Antonio Aliaga
Orientador(a): Zimmer, Eduardo Rigon
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/293165
Resumo: A doença de Alzheimer (DA) é um distúrbio neurodegenerativo caracterizado pela agregação extracelular do peptídeo Beta-amiloide e pelo acúmulo intracelular da proteína tau fosforilada de forma anormal. Essas proteinopatias são seguidas pela perda de sinapses e neurônios (neurodegeneração). Antes de 2023, a DA só podia ser diagnosticada definitivamente postmortem, por autópsia. No entanto, em 2024, a Associação de Alzheimer publicou novos critérios para o diagnóstico e estadiamento da DA, que afirmam que a detecção de níveis anormais de placas beta-amiloides por meio de imagens de Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET, siglas em inglês) é suficiente para estabelecer um diagnóstico de DA in vivo. A autoradiografia é uma técnica valiosa para estudar os locais de ligação de proteínas nos tecidos, com base na distribuição de agentes de imagem molecular específicos. As proteinopatias da DA podem ser medidas no tecido cerebral humano post-mortem usando a autoradiografia com traçadores de imagem de Beta-amiloide ([11C]PiB e [18F]AZD4694) e tau ([18F]Flortaucipir, [18F]MK6240 e [18F]PI2620). O objetivo do presente projeto foi avaliar e comparar a ligação dos marcadores de imagem de Beta-amiloide e tau em tecido cerebral humano post-mortem de indivíduos saudáveis e com DA. No estudo I, avaliamos a variabilidade do método de quantificação absoluta da autorradiografia avaliando as propriedades de ligação de [18F]MK6240 em tecido cerebral humano saudável e com DA post-mortem. Nossos resultados sugerem que a quantificação absoluta por autoradiografia da imagem do [18F]MK6240 é reprodutível e confiável para estudos de autoradiografia em tecido cerebral humano post-mortem. Demonstramos de forma exitosa a viabilidade da autoradiografia para a obtenção de imagens da expressão da proteína tau no tecido do hemisfério cerebral completo, córtex pré-frontal, hipocampo, putâmen e cerebelo. As altas atividades molares do [18F]MK6240 (119-842 GBq/μmol) proporcionam uma quantificação autoradiográfica reprodutível da captação do traçador no tecido cerebral humano post-mortem (O manuscrito será enviado em breve ao Journal of Nuclear Medicine). No estudo II, as propriedades de ligação dos ligantes tau-PET [18F]Flortaucipir, [18F]MK6240 e [18F]PI2620 são comparadas frente a frente usando a autorradiografia para esclarecer o quão análogos são esses traçadores no tecido saudável e no tecido da DA post-mortem. Os três radioligantes tau-PET apresentaram propriedades diagnósticas comparáveis para avaliar os agregados de tau in vitro. [18F]MK6240 e o [18F]PI2620 apresentaram maior ligação aos tecidos cerebrais da DA do que o [18F]Flortaucipir. Além disso, o [18F]MK6240 e o [18F]PI2620 tiveram maior seletividade, apresentando menor captação no tecido cerebral de controle em comparação com o [18F]Flortaucipir (Publicado em Journal of Nuclear Medicine, 30 de outubro de 2024). No estudo III, comparamos as propriedades de ligação in vitro dos agentes de imagem PET amiloide [18F]AZD4694 e [11C]PiB frente a frente usando autorradiografia em tecido cerebral saudável e com DA post-mortem. Esse estudo forneceu evidências de que a captação de [18F]AZD4694 e [11C]PiB é altamente correlacionada e que ambos os traçadores competem pelos mesmos locais de ligação. Além disso, o [18F]AZD4694 tem um tamanho de efeito ligeiramente maior na comparação entre tecidos cerebrais de controle e DA confirmados neuropatologicamente (Publicado em European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging Research, 1 de abril de 2025).
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spelling Aliaga, Antonio AliagaZimmer, Eduardo Rigon2025-06-25T07:57:20Z2025http://hdl.handle.net/10183/293165001266864A doença de Alzheimer (DA) é um distúrbio neurodegenerativo caracterizado pela agregação extracelular do peptídeo Beta-amiloide e pelo acúmulo intracelular da proteína tau fosforilada de forma anormal. Essas proteinopatias são seguidas pela perda de sinapses e neurônios (neurodegeneração). Antes de 2023, a DA só podia ser diagnosticada definitivamente postmortem, por autópsia. No entanto, em 2024, a Associação de Alzheimer publicou novos critérios para o diagnóstico e estadiamento da DA, que afirmam que a detecção de níveis anormais de placas beta-amiloides por meio de imagens de Tomografia por Emissão de Pósitrons (PET, siglas em inglês) é suficiente para estabelecer um diagnóstico de DA in vivo. A autoradiografia é uma técnica valiosa para estudar os locais de ligação de proteínas nos tecidos, com base na distribuição de agentes de imagem molecular específicos. As proteinopatias da DA podem ser medidas no tecido cerebral humano post-mortem usando a autoradiografia com traçadores de imagem de Beta-amiloide ([11C]PiB e [18F]AZD4694) e tau ([18F]Flortaucipir, [18F]MK6240 e [18F]PI2620). O objetivo do presente projeto foi avaliar e comparar a ligação dos marcadores de imagem de Beta-amiloide e tau em tecido cerebral humano post-mortem de indivíduos saudáveis e com DA. No estudo I, avaliamos a variabilidade do método de quantificação absoluta da autorradiografia avaliando as propriedades de ligação de [18F]MK6240 em tecido cerebral humano saudável e com DA post-mortem. Nossos resultados sugerem que a quantificação absoluta por autoradiografia da imagem do [18F]MK6240 é reprodutível e confiável para estudos de autoradiografia em tecido cerebral humano post-mortem. 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Além disso, o [18F]AZD4694 tem um tamanho de efeito ligeiramente maior na comparação entre tecidos cerebrais de controle e DA confirmados neuropatologicamente (Publicado em European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging Research, 1 de abril de 2025).Alzheimer’s disease (AD) is a neurodegenerative disorder characterized by the extracellular aggregation of the amyloid-Beta peptide and the intracellular accumulation of abnormally phosphorylated tau protein. These proteinopathies are followed by the loss of synapses and neurons (neurodegeneration). Until 2023, AD could only be definitively diagnosed postmortem, at autopsy. However, in 2024, the Alzheimer’s Association published new criteria for the diagnosis and staging of AD, which claim that detection of abnormal levels of amyloid-β plaques by Positron Emission Tomography (PET) imaging is sufficient to establish an AD diagnosis in vivo. Autoradiography is a valuable technique to study protein binding sites in tissues, based on the distribution of specific molecular imaging agents. The AD’s proteinopathies can be measured in post-mortem human brain tissue using autoradiography with amyloid-Beta ([11C]PiB and [18F]AZD4694) and tau ([18F]Flortaucipir, [18F]MK6240 and [18F]PI2620) imaging tracers. The aim of the present thesis was to evaluate and compare amyloid-Beta and tau imaging tracers binding in post-mortem human brain tissue of healthy and AD individuals. In study I, we evaluated the variability of the autoradiography absolute quantification method by assessing the binding properties of [18F]MK6240 in post-mortem healthy and AD human brain tissue. Our results suggest that autoradiography absolute quantification of [18F]MK6240 imaging is reproducible and reliable for autoradiography studies in post-mortem human brain tissue. We have successfully demonstrated the feasibility of autoradiography for imaging the tau protein expression in the whole-brain hemisphere tissue, prefrontal cortex, hippocampus, putamen and cerebellum. High molar activities of [18F]MK6240 (119- 842 GBq/μmol) provide reproducible autoradiography quantification of tracer uptake in human post-mortem brain tissue (The manuscript will be submitted to The Journal of Nuclear Medicine). In study II, the binding properties of tau-PET ligands [18F]Flortaucipir, [18F]MK6240 and [18F]PI2620 are compared head-to-head using autoradiography to clarify how analogous are these tracers in post-mortem healthy and AD tissue. The three tau-PET radioligands showed comparable diagnostic properties to assess tau aggregates in vitro. [18F]MK6240 and [18F]PI2620 exhibited higher binding to AD brain tissues than [18F]Flortaucipir. Additionally, [18F]MK6240 and [18F]PI2620 had greater selectivity, displaying lower uptake in control brain tissue compared to [18F]Flortaucipir (Published in The Journal of Nuclear Medicine, October 30th, 2024). In study III, we compared the in vitro binding properties of amyloid-PET imaging agents [18F]AZD4694 and [11C]PiB head-to-head using autoradiography in post-mortem healthy and AD brain tissue. This study provided evidence that while [18F]AZD4694 and [11C]PiB uptakes are highly correlated, and that both tracers compete for the same binding sites, [18F]AZD4694 has a slightly higher effect size when comparing between neuropathologically-confirmed AD and control brain tissues (Published in the European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging Research, April 1st, 2025). In conclusion, our results provide insights to ongoing initiatives to create a universal scale for tau and amyloid PET imaging studies. Em conclusão, nossos resultados fornecem insights para iniciativas em andamento para criar uma escala universal para estudos de imagem PET de tau e amiloide.application/pdfengPeptídeos beta-amilóidesProteínas tauEncéfaloDoença de AlzheimerAutorradiografiaAutoradiographic evaluation of amyloid-beta and tau radioligands in human brain tissueAvaliação autoradiográfico de radioligantes de beta-amiloide e tau em tecido humano cerebral info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulInstituto de Ciências Básicas da SaúdePrograma de Pós-Graduação em Ciências Biológicas: BioquímicaPorto Alegre, BR-RS2025doutoradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSTEXT001266864.pdf.txt001266864.pdf.txtExtracted Texttext/plain121175http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/293165/2/001266864.pdf.txt974356ede9a132cf44422d1be0b5c85aMD52ORIGINAL001266864.pdfTexto parcialapplication/pdf14057069http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/293165/1/001266864.pdfad7dc5e4957c66950a489a46bc29b74aMD5110183/2931652025-06-26 07:58:49.9389oai:www.lume.ufrgs.br:10183/293165Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br || lume@ufrgs.bropendoar:18532025-06-26T10:58:49Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
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