THE PRIMARY VISUAL CORTEX AS A MODEL OF ALZHEIMER’S DISEASE: ACUTE EFFECTS OF AMYLOID-β 1-42 OLIGOMER ON NEURONAL SPIKING ACTIVITY AND ORIENTATION SELECTIVITY
Doença de Alzheimer; Córtex Visual Primário; Beta-amilóide 1-42; Gatos Domésticos; Modelo Translacional; Eletrofisiologia In Vivo; Processamento Sensorial; Neuroplasticidade
A Doença de Alzheimer (DA), responsável por 70% dos 55 milhões de casos de demência em todo o mundo, deve triplicar até 2050, de acordo com a Organização Mundial da Saúde, destacando a necessidade urgente de biomarcadores precoces para melhorar o diagnóstico e o tratamento. A DA é caracterizada por declínio cognitivo, alterações comportamentais e deficiências sensoriais, incluindo prejuízos na percepção visual e no processamento de informações. Estudos de neuroimagem revelam atrofia progressiva em regiões neocorticais críticas para a cognição e o processamento sensorial. De acordo com a hipótese amiloide, o peptídeo tóxico amiloide-beta (Aβ42) desempenha um papel central na patologia da DA, formando placas amiloides e contribuindo para a tauopatia, ambos marcadores da doença. O Aβ42 também está implicado na disfunção de células não neuronais, como alterações astrocitárias, exacerbando ainda mais os déficits neuronais. Embora modelos transgênicos de camundongos, como APP23 x PS45, tenham demonstrado que o Aβ42 perturba o equilíbrio excitação/inibição no córtex sensorial, levando ao silenciamento neuronal, hiperatividade e desintegração sensorial, esses modelos são limitados pela progressão não natural da doença e pela organização cortical distinta dos primatas. Em contraste, os gatos domésticos (Felis catus) apresentam um modelo translacional promissor para a pesquisa da DA devido à sua arquitetura cortical semelhante à dos primatas, circuitos seletivos bem caracterizados e à Síndrome de Disfunção Cognitiva Felina, que compartilha características neuropatológicas com a DA humana, incluindo placas amiloides e tauopatia em áreas neocorticais, como o córtex visual primário (V1). Este estudo investiga os efeitos agudos dos oligômeros de Aβ42 na atividade neuronal e na conectividade funcional no V1 de gatos anestesiados. Utilizando matrizes de microeletrodos 4x4 implantadas bilateralmente, registramos as respostas de 192 neurônios seletivos à orientação na área 17 antes e 50 minutos após a microinjeção de Aβ42. A estimulação visual consistiu em grades móveis em 16 direções a 2 Hz e 0,5 ciclos/grau. Nossos resultados revelam que o Aβ42 perturba rapidamente o processamento cortical sensorial, induzindo três alterações principais na função do V1: (1) uma redução significativa nas taxas de disparo evocadas (Wilcoxon, z = -4,2, p < 0,0001, n = 127) em comparação com controles veiculares (z = -0,762, p = 0,45, n = 65), (2) diminuição da seletividade à orientação (Aβ42, p = 0,0065; veículo, p = 0,02) e (3) comprometimento das respostas sincronizadas à frequência temporal do movimento do estímulo, levando a uma adaptação rápida. Essas alterações surgiram em 50 minutos, indicando disfunção neuronal direta em vez de processos degenerativos mais lentos. Ao estabelecer o V1 do gato doméstico como um modelo translacional valioso para a pesquisa inicial da DA, este estudo destaca suas vantagens sobre os modelos tradicionais de camundongos, incluindo organização columnar sofisticada e arquitetura cortical semelhante à dos primatas. Essas descobertas fornecem insights críticos sobre os efeitos agudos dos oligômeros de Aβ42 no processamento sensorial e abrem novas perspectivas para intervenções terapêuticas durante os estágios iniciais da DA, quando a disfunção dos circuitos ainda pode ser reversível.