Inflammation and insulin resistance as risk factors and potential therapeutic targets for Alzheimer’s disease

Overnutrition and modern diets containing high proportions of saturated fat are among the major factors contributing to a low-grade state of inflammation, hyperglycemia and dyslipidemia. In the last decades, the global rise of type 2 diabetes and obesity prevalence has elicited a great interest in understanding how changes in metabolic function lead to an increased risk for premature brain aging and the development of neurodegenerative disorders such as Alzheimer?s disease (AD). Cognitive impairment and decreased neurogenic capacity could be a consequence of metabolic disturbances. In these scenarios, the interplay between inflammation and insulin resistance could represent a potential therapeutic target to prevent or ameliorate neurodegeneration and cognitive impairment. The present review aims to provide an update on the impact of metabolic stress pathways on AD with a focus on inflammation and insulin resistance as risk factors and therapeutic targets.Fil: Vinuesa, María Angeles. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Pomilio, Carlos Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Gregosa Merlino, Amal Patricio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Bentivegna, Melisa Inés María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Presa, Jessica Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Bellotto, Melina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Saravia, Flavia Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Beauquis, Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentin

Periodic dietary restriction ameliorates amyloid pathology and cognitive impairment in PDAPP-J20 mice: Potential implication of glial autophagy

Dietary restriction promotes cell regeneration and stress resistance in multiple models of human diseases. One of the conditions that could potentially benefit from this strategy is Alzheimer´s disease, a chronic, progressive and prevalent neurodegenerative disease. Although there are no effective pharmacological treatments for this pathology, lifestyle interventions could play therapeutic roles. Our objectives were 1) to evaluate the effects of dietary restriction on cognition, hippocampal amyloid deposition, adult neurogenesis and glial reactivity and autophagy in a mouse model of familial Alzheimer´s disease, and 2) to analyze the role of glial cells mediating the effects of nutrient restriction in an in vitro model. Therefore, we established a periodic dietary restriction protocol in adult female PDAPP-J20 transgenic mice for 6 weeks. We found that dietary restriction, not involving overall caloric restriction, attenuated cognitive deficits, amyloid pathology and microglial reactivity in transgenic mice when compared with ad libitum-fed transgenic animals. Also, transgenic mice showed an increase in the astroglial positive signal for LC3, an autophagy-associated protein. In parallel, hippocampal adult neurogenesis was decreased in transgenic mice whereas dietary-restricted transgenic mice showed a neurogenic status similar to controls. In vitro experiments showed that nutrient restriction decreased astroglial and, indirectly, microglial NFκB activation in response to amyloid β peptides. Furthermore, nutrient restriction was able to preserve astroglial autophagic flux and to decrease intracellular amyloid after exposure to amyloid β peptides. Our results suggest neuroprotective effects of nutrient restriction in Alzheimer´s disease, with modulation of glial activation and autophagy being potentially involved pathways.Fil: Gregosa, Amal. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Vinuesa, María Angeles. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Todero, María Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Medicina Experimental. Academia Nacional de Medicina de Buenos Aires. Instituto de Medicina Experimental; ArgentinaFil: Pomilio, Carlos Javier. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Rossi, Soledad Paola. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Bioquímica Humana; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Bentivegna, Melisa Inés María. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Presa, Jessica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Wenker, Shirley Denise. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Saravia, Flavia Eugenia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Beauquis, Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentin

Galectin-1 improves cognition and reduces amyloid-β deposits in an animal model of Alzheimer's disease possibly by modulating microglia phenotype and increasing Aβ clearance

Alzheimer's disease (AD) is the most common form of dementia associated with an imbalanced production and clearance of amyloid-β peptides (Aβ). Amyloid deposition and neuroinflammation are recognized hallmarks in AD, affecting mainly brain cortex and hippocampus, in addition to microvascular alterations and dysfunction of the blood-brain barrier (BBB). The glycan-binding protein galectin-1 (Gal1) modulates immune and endothelial cells in nervous system compartments, where a neuroprotective role was proposed in autoimmune encephalomyelitis. We study the impact of Gal1 on the cognitive and histopathological state of AD mice. We administered Gal1 (9 i.p. injections of 100 ug/dose) or vehicle during 3 weeks to 12 months-old PDAPPJ20 transgenic mice, or non-transgenic controls. The Gal1 treated group significantly improved cognitive response in the Novel Object Location Recognition test (p < 0.05). Amyloid+ area in the hippocampus was decreased by 53,5%. Microglia is actively involved in Aβ phagocytosis. Gal1 treatment induced a reduction in the microglial activation score employing morphological analysis in the dentate gyrus. The integrity of the BBB is essential to Aβ clearance via the glymphatic system but could be altered by perivascular Aβ deposits-mostly Aβ1–40. Using tomato lectin to label the hippocampal vasculature coupled with immunofluorescence against Aβ peptides, we found a 30% decrease of perivascular Aβ (p < 0.05) in Gal1 treated mice, without affecting vascular density, which could indicate augmented clearance. We are currently working to determine mice BBB integrity employing Evans Blue intravenous injections and exploring its permeability to cerebral parenchyma, and using an in vitro BBB model to determine whether Aβ1–40 alters it at non toxic concentrations. Human brain microvascular endothelial cells on a transwell membrane are used, monitored by Transendothelial Electrical Resistance (TEER) and permeability essays. We are also investigating possible protective effects of Gal1 on barrier's integrity.Fil: Presa, Jessica Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Pomilio, Carlos Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Vinuesa, María Angeles. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Bentivegna, Melisa Inés María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Alaimo, Agustina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Gregosa Merlino, Amal Patricio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Beauquis, Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Kwang, Sik Kim. University Johns Hopkins; Estados UnidosFil: Rabinovich, Gabriel Adrián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Saravia, Flavia Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaThe 10th International Brain Research Organization (IBRO) World Congress of NeuroscienceDaeguCorea del SurInternational Brain Research OrganizationKorea Brain Research InstituteThe Korean Society for Brain and Neural Science

Alzheimer's disease as a metabolic pathology: inflammation and insulin resistance in a mouse model of AD: in vivo and in vitro approaches

Insulin resistance and chronic inflammation are frequently associ ated with the development of cognitive disorders and neurodegen erative diseases such as Alzheimer’s disease (AD). However, it is not yet clear whether there is a causal link between these two fac tors, and which one appears earlier in the pathology. Our objective was to study metabolic parameters and inflammation in a possible brain insulin resistance context in a transgenic model of AD, the PDAPP-J20 mouse at the age of 8 months.Fil: Bentivegna, Melisa Inés María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Gregosa Merlino, Amal Patricio. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Vinuesa, María Angeles. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Pomilio, Carlos Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Presa, Jessica Lorena. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Saravia, Flavia Eugenia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Beauquis, Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaReunión de Sociedades de Biociencias 2020Buenos AiresArgentinaSociedad Argentina de Investigación Clínica SAICSociedad Argentina de Inmunología SAISociedad Argentina de Fisiología SAFI

Lipotoxicity- induced metabolic inflammation: potential role of ceramides in glial cells interaction and inflammatory-damage propagation

Western diet is associated with the elevated rates of obesity and related metabolic disorders, also considered important risk factors for brain dysfunction. Chronic inflammation and insulin resistance comprise the most relevant shared pathways, promoting alterations in the plasticity of limbic structures such as the hippocampus. With the aim to study the impact of metabolic disturbances on the brain we focused on the role of glial cells in two different approaches: in vivo, in the hippocampus of C57BL/6 mice exposed to a high fat diet (HFD)and in vitro, emulating the lipotoxic context with the saturated fatty acid palmitate (PA) as an insult to microglia and astrocyte cell lines and the role of ceramide pathway. We have previously found that HFD mice exhibited decreased neurogenesis and structuralsynaptic alterations, together with spatial memory impairment and neuroinflammation, withincreased expression of hippocampal TNFα and IL1β cytokines and enlarged microglia.Fil: Bellotto, Melina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Vinuesa, María Angeles. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Bentivegna, Melisa Inés María. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Gregosa, Amal. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Pomilio, Carlos Javier. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: González Pérez, Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Presa, Jessica Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Beauquis, Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Saravia, Flavia Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaAnnual Meeting of Bioscience Societies 2021: LXVI Annual Meeting of Sociedad Argentina de Investigación Clínica (SAIC), LXIX Annual Meeting of Sociedad Argentina de Inmunología(SAI), LIII Annual Meeting of Asociación Argentina de Farmacología Experimental (AAFE), XI Annual Meeting of Asociación Argentina de Nanomedicinas (NANOMED-Ar)Buenos AiresArgentinaSociedad Argentina de Investigación ClinicaSociedad Argentina de InmunologíaAsociación Argentina de Farmacología ExperimentalAsociación Argentina de Nanomedicin

Amyloid-Beta induces endothelial endoplasmic reticulum stress in association with blood-brain barrier disruption in experimental models of Alzheimer's disease

Alzheimer's disease (AD) is the leading cause of dementia. Among other histopathological hallmarks, it is characterized by the abnormal accumulation of Amyloid-β (Aβ) peptides. Vascular alterations and blood-brain barrier disruption are also evidenced in AD patients, in close association with perivascular amyloid deposits, which are composed mainly of Aβ 1-40. In this study we characterized the progression of vascular alterations in the hippocampus of PDAPP-J20 mice, a validated transgenic model for AD.Fil: Pomilio, Carlos Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Presa, Jessica Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Gonzalez Perez, N.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Vinuesa, María Angeles. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Bentivegna, Melisa Inés María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Gregosa Merlino, Amal Patricio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; ArgentinaFil: Kim, K. S.. University Johns Hopkins; Estados UnidosFil: Galvá, V.. University of Texas; Estados UnidosFil: Beauquis, Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Saravia, Flavia Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaReunión de Sociedades de Biociencias 2020Buenos AiresArgentinaSociedad Argentina de Investigación Clínica SAICSociedad Argentina de Inmunología SAISociedad Argentina de Fisiología SAFI

Loss of Direct Vascular Contact to Astrocytes in the Hippocampus as an Initial Event in Alzheimer’s Disease: Evidence from Patients, In Vivo and In Vitro Experimental Models

Alzheimer’s disease (AD) is characterized by the accumulation of aggregated amyloid peptides in the brain parenchyma and within the walls of cerebral vessels. The hippocampus—a complex brain structure with a pivotal role in learning and memory—is implicated in this disease. However, there is limited data on vascular changes during AD pathological degeneration in this susceptible structure, which has distinctive vascular traits. Our aim was to evaluate vascular alterations in the hippocampus of AD patients and PDAPP-J20 mice—a model of AD—and to determine the impact of Aβ40 and Aβ42 on endothelial cell activation. We found a loss of physical astrocyte-endothelium interaction in the hippocampus of individuals with AD as compared to non-AD donors, along with reduced vascular density. Astrocyte-endothelial interactions and levels of the tight junction protein occludin were altered early in PDAPP-J20 mice, preceding any signs of morphological changes or disruption of the blood–brain barrier in these mice. At later stages, PDAPP-J20 mice exhibited decreased vascular density in the hippocampus and leakage of fluorescent tracers, indicating dysfunction of the vasculature and the BBB. In vitro studies showed that soluble Aβ40 exposure in human brain microvascular endothelial cells (HBMEC) was sufficient to induce NFκB translocation to the nucleus, which may be linked with an observed reduction in occludin levels. The inhibition of the membrane receptor for advanced glycation end products (RAGE) prevented these changes in HBMEC. Additional results suggest that Aβ42 indirectly affects the endothelium by inducing astrocytic factors. Furthermore, our results from human and mouse brain samples provide evidence for the crucial involvement of the hippocampal vasculature in Alzheimer’s disease.Fil: Pomilio, Carlos Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Presa, Jessica Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Oses Oliveto, Camila Maite. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Vinuesa, María Angeles. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Bentivegna, Melisa Inés María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Gregosa Merlino, Amal Patricio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Riudavets, Miguel Angel. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Sevlever, Gustavo. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Galvan, V.. Oklahoma State University; Estados UnidosFil: Levi, Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Beauquis, Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Saravia, Flavia Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentin

Microglial autophagy is impaired by prolonged exposure to β-amyloid peptides: evidence from experimental models and Alzheimer’s disease patients

Alzheimer’s disease (AD) is a progressive neurodegenerative disorder characterized by the presence of misfolded proteins, amyloid-β (Aβ) aggregates, and neuroinflammation in the brain. Microglial cells are key players in the context of AD, being capable of releasing cytokines in response to Aβ and degrading aggregated proteins by mechanisms involving the ubiquitin-proteasome system and autophagy. Here, we present in vivo and in vitro evidence showing that microglial autophagy is affected during AD progression. PDAPPJ20 mice—murine model of AD—exhibited an accumulation of the autophagy receptor p62 and ubiquitin+ aggregates in Iba1+ microglial cells close to amyloid deposits in the hippocampus. Moreover, cultured microglial BV-2 cells showed an enhanced autophagic flux during a 2-h exposure to fibrillar Aβ, which was decreased if the exposure was prolonged to 24 h, a condition analogous to the chronic exposure to Aβ in the human pathology. The autophagic impairment was also associated with lysosomal damage, depicted by membrane permeabilization as shown by the presence of the acid hydrolase cathepsin-D in cytoplasm and altered LysoTracker staining. These results are compatible with microglial exhaustion caused by proinflammatory conditions and persistent exposure to aggregated Aβ peptides. In addition, we found LC3- positive autophagic vesicles accumulated in phagocytic CD68+ microglia in human AD brain samples, suggesting defective autophagy in microglia of AD brain. Our results indicate that the capacity of microglia to degrade Aβ and potentially other proteins through autophagy may be negatively affected as the disease progresses. Preserving autophagy in microglia thus emerges as a promising approach for treating AD.Fil: Pomilio, Carlos Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Gorojod, Roxana Mayra. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Riudavets, Miguel Angel. Fundación para la Lucha Contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Investigaciones Neurológicas "Raúl Carrea"; ArgentinaFil: Vinuesa, María Angeles. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Presa, Jessica Lorena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Gregosa Merlino, Amal Patricio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Bentivegna, Melisa Inés María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Alaimo, Agustina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Porte Alcon, Soledad. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Sevlever, Gustavo. Fundación para la Lucha Contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia. Instituto de Investigaciones Neurológicas "Raúl Carrea"; ArgentinaFil: Kotler, Monica Lidia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Beauquis, Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Saravia, Flavia Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentin

Early Exposure to a High-Fat Diet Impacts on Hippocampal Plasticity: Implication of Microglia-Derived Exosome-like Extracellular Vesicles

Adolescence is a transitional period from childhood to adulthood characterized by puberty and brain maturation involving behavioral changes and environmental vulnerability. Diet is one of the factors affecting brain health, potentially leading to long-lasting effects. Hence, we studied the impact of early exposure (P21-60) to a high-fat diet (HFD) on mouse hippocampus, analyzing inflammation, adult neurogenesis, dendritic spine plasticity, and spatial memory. Glycemia and seric pro-inflammatory IL1β were higher in HFD mice without differences on body weight. In the HFD hippocampus, neuroinflammation was evidenced by Iba1+ cells reactivity together with a higher expression of TNFα and IL1β while the neurogenic capability in the dentate gyrus was strongly reduced. We found a predominance of immature Dil-labeled dendritic spines from CA1 neurons along with diminished levels of the scaffold protein Shank2, suggesting a defective connectivity. Moreover, the HFD group exhibited spatial memory alterations. To elucidate whether microglia could be mediating HFD-associated neuronal changes, the lipotoxic context was emulated by incubating primary microglia with palmitate, a saturated fatty acid present in HFD. Palmitate induced a pro-inflammatory profile as shown by secreted cytokine levels. The isolated exosome fraction from palmitate-stimulated microglia induced an immature dendritic spine phenotype in primary GFP+ hippocampal neurons, in line with the in vivo findings. These results provide novel data concerning microglia to neuron communication and highlight that fat excess during a short and early period of life could negatively impact on cognition and synaptic plasticity in a neuroinflammatory context, where microglia-derived exosomes could be implicated.Fil: Vinuesa, María Angeles. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Bentivegna, Melisa Inés María. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Calfa, Gaston Diego. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Farmacología Experimental de Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Farmacología Experimental de Córdoba; ArgentinaFil: Filipello, Fabia. Centro de Investigación y Clínica Humanitas; ItaliaFil: Pomilio, Carlos Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Bonaventura, Maria Marta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Lux, Victoria Adela R.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Matzkin, Maria Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Gregosa Merlino, Amal Patricio. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Presa, Jessica Lorena. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Matteoli, Michela. Centro de Investigación y Clínica Humanitas; ItaliaFil: Beauquis, Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Saravia, Flavia Eugenia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentin