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Pinz MP, Vogt AG, da Costa Rodrigues K, Dos Reis AS, Duarte LFB, Fronza MG, Domingues WB, Blodorn EB, Alves D, Campos VF, Savegnago L, Wilhelm EA, Luchese C. Effect of a purine derivative containing selenium to improve memory decline and anxiety through modulation of the cholinergic system and Na +/K +-ATPase in an Alzheimer's disease model. Metab Brain Dis 2021; 36:871-888. [PMID: 33651275 DOI: 10.1007/s11011-021-00703-w] [Citation(s) in RCA: 1] [Impact Index Per Article: 0.3] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Track Full Text] [Journal Information] [Submit a Manuscript] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 09/20/2020] [Accepted: 02/22/2021] [Indexed: 02/06/2023]
Abstract
Alzheimer's disease (AD) is a worldwide problem, and there are currently no treatments that can stop this disease. To investigate the binding affinity of 6-((4-fluorophenyl) selanyl)-9H-purine (FSP) with acetylcholinesterase (AChE), to verify the effects of FSP in an AD model in mice and to evaluate the toxicological potential of this compound in mice. The binding affinity of FSP with AChE was investigated by molecular docking analyses. The AD model was induced by streptozotocin (STZ) in Swiss mice after FSP treatment (1 mg/kg, intragastrically (i.g.)), 1st-10th day of the experimental protocol. Anxiety was evaluated in an elevated plus maze test, and memory impairment was evaluated in the Y-maze, object recognition and step-down inhibitory avoidance tasks. The cholinergic system was investigated based on by looking at expression and activity of AChE and expression of choline acetyltransferase (ChAT). We evaluated expression and activity of Na+/K+-ATPase. For toxicological analysis, animals received FSP (300 mg/kg, i.g.) and aspartate aminotransferase, alanine aminotransferase activities were determined in plasma and δ-aminolevulinate dehydratase activity in brain and liver. FSP interacts with residues of the AChE active site. FSP mitigated the induction of anxiety and memory impairment caused by STZ. FSP protected cholinergic system dysfunction and reduction of activity and expression of Na+/K+-ATPase. FSP did not modify toxicological parameters evaluated and did not cause the death of mice. FSP protected against anxiety, learning and memory impairment with involvement of the cholinergic system and Na+/K+-ATPase in these actions.
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Affiliation(s)
- Mikaela Peglow Pinz
- Programa de Pós-graduação em Bioquímica e Bioprospecção, Laboratório de Pesquisa em Farmacologia Bioquímica (LaFarBio), Grupo de Pesquisa em Neurobiotecnologia (GPN), Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos (CCQFA), Universidade Federal de Pelotas (UFPel), Campus Capão do Leão, Pelotas, RS, CEP96010-900, Brazil
| | - Ane Gabriela Vogt
- Programa de Pós-graduação em Bioquímica e Bioprospecção, Laboratório de Pesquisa em Farmacologia Bioquímica (LaFarBio), Grupo de Pesquisa em Neurobiotecnologia (GPN), Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos (CCQFA), Universidade Federal de Pelotas (UFPel), Campus Capão do Leão, Pelotas, RS, CEP96010-900, Brazil
| | - Karline da Costa Rodrigues
- Programa de Pós-graduação em Bioquímica e Bioprospecção, Laboratório de Pesquisa em Farmacologia Bioquímica (LaFarBio), Grupo de Pesquisa em Neurobiotecnologia (GPN), Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos (CCQFA), Universidade Federal de Pelotas (UFPel), Campus Capão do Leão, Pelotas, RS, CEP96010-900, Brazil
| | - Angélica Schiavom Dos Reis
- Programa de Pós-graduação em Bioquímica e Bioprospecção, Laboratório de Pesquisa em Farmacologia Bioquímica (LaFarBio), Grupo de Pesquisa em Neurobiotecnologia (GPN), Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos (CCQFA), Universidade Federal de Pelotas (UFPel), Campus Capão do Leão, Pelotas, RS, CEP96010-900, Brazil
| | - Luis Fernando Barbosa Duarte
- Programa de Pós-Graduação em Química, Laboratório de Síntese Orgânica Limpa (LASOL), CCQFA, UFPel, Pelotas, RS, CEP 96010-900, Brazil
| | - Mariana Gallio Fronza
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, GPN, CDTec, UFPel, Pelotas, RS, CEP 96010-900, Brazil
| | - William Borges Domingues
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Laboratório de Genômica Estrutural, Centro de Desenvolvimento Tecnológico (CDTec), UFPel, Pelotas, RS, CEP 96010-900, Brazil
| | - Eduardo Bierhaus Blodorn
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Laboratório de Genômica Estrutural, Centro de Desenvolvimento Tecnológico (CDTec), UFPel, Pelotas, RS, CEP 96010-900, Brazil
| | - Diego Alves
- Programa de Pós-Graduação em Química, Laboratório de Síntese Orgânica Limpa (LASOL), CCQFA, UFPel, Pelotas, RS, CEP 96010-900, Brazil
| | - Vinicius Farias Campos
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, Laboratório de Genômica Estrutural, Centro de Desenvolvimento Tecnológico (CDTec), UFPel, Pelotas, RS, CEP 96010-900, Brazil
| | - Lucielli Savegnago
- Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia, GPN, CDTec, UFPel, Pelotas, RS, CEP 96010-900, Brazil
| | - Ethel Antunes Wilhelm
- Programa de Pós-graduação em Bioquímica e Bioprospecção, Laboratório de Pesquisa em Farmacologia Bioquímica (LaFarBio), Grupo de Pesquisa em Neurobiotecnologia (GPN), Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos (CCQFA), Universidade Federal de Pelotas (UFPel), Campus Capão do Leão, Pelotas, RS, CEP96010-900, Brazil.
| | - Cristiane Luchese
- Programa de Pós-graduação em Bioquímica e Bioprospecção, Laboratório de Pesquisa em Farmacologia Bioquímica (LaFarBio), Grupo de Pesquisa em Neurobiotecnologia (GPN), Centro de Ciências Químicas, Farmacêuticas e de Alimentos (CCQFA), Universidade Federal de Pelotas (UFPel), Campus Capão do Leão, Pelotas, RS, CEP96010-900, Brazil.
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