Accumularea de fibrile de proteină tau în neuroni este o caracteristică a bolii Alzheimer și a mai multor alte boli. Oamenii de știință au observat de mult timp că chiar și în creierele persoanelor decedate din cauza Alzheimerului, unii neuroni sunt mult mai sănătoși decât alții, sugerând că neuroni diferă în modul în care gestionează tau și că aceste diferențe pot explica vulnerabilitatea selectivă în tauopatii.
Într-un nou studiu publicat în jurnalul Cell, oamenii de știință de la Universitatea California San Francisco au construit o platformă de screening CRISPR de interferență cu neuroni umani și au investigat, la nivel genomic, care gene împing tau spre sau îl îndepărtează de acumularea de oligomeri. Oligomerii de tau, care constau în lanțuri de mai multe molecule de tau, sunt considerați un pas crucial în formarea fibrilelor de tau.
Echipa a comparat neuroni derivați din iPSC izogenici cu sau fără o mutație familială tauopatică (V337M) în gena MAPT. Utilizând anticorpul selectiv pentru oligomeri T22, au descoperit niveluri crescute de oligomeri de tau în neuroni mutați. Semnalul a scăzut cu inhibarea MAPT, arătând că testul depinde de expresia tau și poate raporta schimbările determinate genetic.
Cercetătorii au folosit un screening CRISPR „turn-down” la nivel genomic în neuroni umani pentru a identifica genele care controlează oligomerii de tau – fără a testa 20.000 de gene una câte una. Practic, au spălat celulele într-un amestec de vectori virali, fiecare purtând o construcție bazată pe CRISPR pentru a inhiba o anumită genă. Concentrația a fost astfel încât cea mai mare parte a celulelor să primească doar un vector sau deloc, creând o varietate de celule cu o genă diferită inhibată.
Cercetătorii au apoi colorat neuroni cu T22, un anticorp care recunoaște oligomerii de tau, și au folosit citometria în flux pentru a sorta celulele în recipiente cu oligomeri scăzuți și oligomeri mari. Apoi, au secvențiat ARN-urile ghid CRISPR prezente în fiecare recipient pentru a vedea care gene au fost inhibate.
Acest lucru a produs o listă clasificată de gene candidat, pe care autorii le-au testat în ecranele de urmărire. O genă în special, CUL5 – parte a mecanismului ubiquitin-proteasom care etichetează proteine pentru degradare – a fost unul dintre cele mai bune rezultate în aceste ecrane diferite, făcându-l un focus natural pentru o analiză mecanică mai profundă.
Deoarece CUL5 este un component cheie al unei ligaze ubiquitine E3, care face parte din mecanismul celular care etichetează proteine specifice pentru distrugere proteasomică, autorii au bănuit că modificarea CUL5 ar schimba eficiența cu care neuronii pot elimina tau. Pentru a testa acest lucru, au folosit ghiduri individuale CRISPRi pentru a reduce CUL5 și RNF7, partenerul său de bază, și apoi au măsurat direct tau.
Echipa a descoperit că nivelurile de tau au crescut atunci când acest mecanism de ligază a fost afectat. Au arătat apoi că efectul a fost post-translațional, ceea ce înseamnă că, cu CUL5 redus, tau devenea mai stabil, nu doar mai expus.
Sursa: [link către sursa originală]
Senior Editor RevistaSanatatii.ro. Pasionat de lifespan, fan David Sinclair.
