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Tipo do documento: Tese
Título: Abordagens biofísicas e vibracionais na investigação de taupatias e declínio cognitivo associado ao diabetes
Título(s) alternativo(s): Biophysical and vibrational approaches in the investigation of tauopathies and cognitive decline associated with diabetes
Autor: AMORIM, Maria do Socorro do Nascimento 
Primeiro orientador: ALENCAR, Luciana Magalhães Rebêlo
Primeiro membro da banca: SANTOS, Clenilton Costa dos
Segundo membro da banca: BARBOSA, Diego Augusto Batista
Terceiro membro da banca: NORONHA FILHO, Pedro
Quarto membro da banca: BARBOSA, Leandro Ramos Souza
Quinto membro da banca: ALENCAR, Luciana Magalhães Rebêlo
Resumo: Doenças neurodegenerativas, como as taupatias, representam um crescente desafio de saúde pública devido ao seu impacto devastador na qualidade de vida e à falta de tratamentos eficazes. As taupatias, incluindo a doença de Alzheimer, são caracterizadas pela agregação anormal da proteína tau, proteína associada aos microtúbulos, essenciais para a manutenção da estrutura e do funcionamento dos neurônios, levando à disfunção neuronal e ao declínio cognitivo. A relação entre essas doenças e o diabetes mellitus, doença metabólica caraterizada pela hiperglicemia, tem emergido como um foco importante de pesquisa científica. Esta interconexão sublinha a importância de entender as bases moleculares e celulares dessas doenças para desenvolver estratégias terapêuticas eficazes. Este trabalho é dividido em duas partes: (i) revisão que destaca o uso da técnica de Microscopia de Força Atômica (AFM) como uma técnica de pesquisa adequada para o estudo de danos celulares em taupatias, mesmo em estágios iniciais, permitindo elucidar mecanismos patogênicos dessas doenças. Esta primeira parte sintetiza os estudos recentes que aplicaram AFM para elucidar as alterações estruturais e biofísicas associadas às taupatias, incluindo a doença de Alzheimer e Parkinson, focando na análise das propriedades mecânicas dos agregados de tau e nas mudanças na morfologia celular e tecidual. Para isto, buscou-se na literatura pesquisas dos últimos 5 anos que empregassem o AFM na investigação de tecidos, células e proteínas no contexto de taupatias, reunindo a principal abordagem e os resultados de cada estudo. Ao integrar e avaliar os avanços recentes, este trabalho fornece uma visão abrangente sobre o papel crucial do AFM na compreensão dos mecanismos moleculares subjacentes às taupatias e na promoção de novas abordagens para o tratamento dessas doenças devastadoras; e (ii) caracterização das alterações ultraestruturais, nanomecânicas e vibracionais no tecido hipocampal hiperglicêmico usando Microscopia de Força Atômica e Espectroscopia Raman (ER), investigando como o diabetes mellitus contribui para o declínio cognitivo, examinando os efeitos da resistência à insulina no cérebro sobre a função neural. Os resultados revelam assinaturas moleculares distintas e propriedades mecânicas alteradas em tecidos patológicos, fornecendo novos insights sobre os mecanismos subjacentes à neurodegeneração e ao impacto do diabetes no cérebro. Ao aprofundar a compreensão dessas alterações, este trabalho contribui para o desenvolvimento de potenciais biomarcadores para diagnósticos e abre caminho para novas estratégias terapêuticas direcionadas às taupatias e sua relação com diabetes mellitus.
Abstract: Neurodegenerative diseases, such as tauopathies, pose a growing public health challenge due to their devastating impact on quality of life and the lack of effective treatments. Tauopathies, including Alzheimer’s disease, are characterized by the abnormal aggregation of tau protein, a microtubule-associated protein essential for maintaining neuronal structure and function, leading to neuronal dysfunction and cognitive decline. The connection between these diseases and diabetes mellitus, a metabolic disorder characterized by hyperglycemia, has emerged as an important focus of scientific research. This interrelationship underscores the importance of understanding the molecular and cellular foundations of these conditions to develop effective therapeutic strategies. This study is divided into two parts: (i) a review highlighting the use of Atomic Force Microscopy (AFM) as a suitable research tool for studying cellular damage in tauopathies, even at early stages, which allows for the elucidation of the pathogenic mechanisms underlying these diseases. This section synthesizes recent studies that applied AFM to investigate structural and biophysical changes associated with tauopathies, including Alzheimer’s and Parkinson’s diseases, focusing on the analysis of the mechanical properties of tau aggregates and changes in cellular and tissue morphology. To this end, a literature search was conducted for studies from the past five years that utilized AFM to explore tissues, cells, and proteins in the context of tauopathies, compiling the primary approaches and findings of each study. By integrating and evaluating recent advancements, this work provides a comprehensive view of AFM's crucial role in understanding the molecular mechanisms underlying tauopathies and promoting new approaches to treating these devastating conditions; and (ii) the characterization of ultrastructural, nanomechanical, and vibrational alterations in hyperglycemic hippocampal tissue using Atomic Force Microscopy and Raman Spectroscopy (RS), which investigates how diabetes mellitus contributes to cognitive decline by examining the effects of insulin resistance in the brain on neural function. The results reveal distinct molecular signatures and altered mechanical properties in pathological tissues, offering new insights into the mechanisms underlying neurodegeneration and the impact of diabetes on the brain. By deepening the understanding of these changes, this work contributes to the development of potential biomarkers for diagnostics. paving the way for novel therapeutic strategies targeting tauopathies and their relationship with diabetes mellitus.
Palavras-chave: taupatias;
neurodegeneração;
diabetes Mellitus;
biomecânica;
hipocampo;
microscopia de força atômica;
espectroscopia Raman;
tauopathies;
neurodegeneration;
diabetes Mellitus;
biomechanics;
hippocampus;
atomic force microscopy;
raman spectroscopy.
Área(s) do CNPq: Física
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Maranhão
Sigla da instituição: UFMA
Departamento: DEPARTAMENTO DE FÍSICA/CCET
Programa: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FÍSICA/CCET
Citação: AMORIM, Maria do Socorro do Nascimento. Abordagens biofísicas e vibracionais na investigação de taupatias e declínio cognitivo associado ao diabetes. 2025. 159 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Física/CCET) - Universidade Federal do Maranhão, São Luís, 2025.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: https://tedebc.ufma.br/jspui/handle/tede/6003
Data de defesa: 21-Fev-2025
Aparece nas coleções:TESE DE DOUTORADO - PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISICA

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