New CARTp analogs (cocaine- and amphetamine-regulated transcript peptide): characterization and exploring effects in organism using models of obesity and neurodegeneration

Abstract

Alzheimer's disease (AD), the most prevalent form of dementia, is a progressive neurodegenerative disorder characterized by synaptic loss, neuronal degeneration, and cognitive decline. Emerging evidence suggests that obesity and its metabolic complications, including type 2 diabetes mellitus (T2DM), significantly increase the risk of developing sporadic AD. An anorexigenic neuropeptides, such as cocaine- and amphetamine-regulated transcript peptide (CARTp), show promise as a therapeutic agent; however, its clinical use has been limited due to its instability and poor blood-brain barrier penetration. To address this, lipidized CARTp analogs were designed, characterized, and their biological properties were tested in vitro and in vivo. In the first part of the thesis, newly synthesized lipidized CARTp analogs were characterized in vitro for their binding affinity, stability in plasma, and neuroprotective potential under hypothermic stress in PC12 cells. Among them, palm-2-SS-CART(61-102) and myr-2- SS-CART(61-102) demonstrated superior stability and attenuated Tau hyperphosphorylation, likely via restoration activity of protein phosphatase 2A (PP2A). The second part investigated the anorexigenic, metabolic, and neuroprotective efficacy of palm-2-SS-CART(61-102) in MSG-induced obese prediabetic mice....

Alzheimerova choroba (AD), nejrozšířenější forma demence, je progresivní neurodegenerativní onemocnění, které se projevuje úbytkem synaptických funkcí, degenerací neuronů a zhoršováním kognitivních schopností. Rostoucí množství důkazů naznačuje, že obezita a s ní spojené metabolické poruchy, jako je diabetes mellitus 2. typu (T2DM), významně zvyšují riziko vzniku sporadické formy AD. Jako nadějný terapeutický prostředek se jeví anorexigenní neuropeptidy, např. peptid regulovaný kokainem a amfetaminem (CARTp); jeho klinické využití je však omezuje nízká stabilita a špatná prostupnost hematoencefalickou bariérou Za tímto účelem byly navrženy a charakterizovány lipidizované analogy CARTp a testovány jejich biologické vlastnosti in vitro a in vivo. V první části práce byly nově syntetizované lipidizované analogy CARTp charakterizovány in vitro z hlediska jejich vazebné afinity, stability v plazmě a neuroprotektivního potenciálu při hypotermickém stresu v buňkách PC12. Z nich palm-2-SS- CART(61-102) a myr-2-SS-CART(61-102) vykazovaly vyšší stabilitu a tlumily hyperfosforylaci Tau, pravděpodobně zvýšením aktivity protein fosfatázy 2A (PP2A). Druhá část zkoumala anorexigenní, metabolické a neuroprotektivní účinnost palm-2- SS-CART(61-102) u myší s obezitou indukovanou glutamátem sodným a prediabetem (MSG-...