TAR DNA-vezavni protein (TDP-43, znan tudi kot TARDBP) je poglavitni patološki protein pri amiotrofični lateralni sklerozi (ALS) in frontotemporalni demenci (FTD). V citoplazmi vzorcev nevronov bolnikov z ALS in FTD, pridobljenih posmrtno, so prisotni večji agregati proteinov TDP-43, obdani z adaptorskimi proteini za razkroj. Alumulacija TDP-43 in mutacije v poteh degradacije, povezane z ALS, namigujejo, da predstavljajo napake pri odstranjevanju proteina glavni mehanizem bolezni. V tem delu poročamo o različnih vlogah ubikvitin-proteasom odvisnega sistema (UPS) in avtofagije pri odstranjevanju TDP-43. Proučevali smo vplive inhibitorjev UPS in avtofagije na razgradnjo, lokalizacijo in mobilnost topne in netopne oblike proteina TDP-43. Odkrili smo, da se topni TDP-43 razgrajuje pretežno preko UPS, medtem ko se agregirani TDP-43 odstranjuje v procesu avtofagije. Celični makroagregati, ki imajo številne lastnosti patoloških agregatov prisotnih pri bolnikih, so reverzibilni v primeru, ko sta funkcionalna tako UPS kot avtofagija. V proces odstranjevanja celičnih makroagregatov je vključena avtofagija oligomernega TDP-43. Poleg tega predpostavljamo, da je za akumulacijo TDP-43 pri ALS in FTD odgovorna tako s starostjo povezana zmanjšana aktivnost poti razgradnje proteinov, kot tudi dodatne napake pri UPS ali avtofagiji. Terapije, ki si prizadevajo odstraniti odvečni TDP-43, naj bi torej delovale tarčno na obe omenjeni poti razgradnje.
COBISS.SI-ID: 27414567
TDP-43 se nahaja v citoplazemskih vključkih pri 95% bolnikov z amiotrofično lateralno sklerozo (ALS) in pri 60% bolnikov s frontotemporalno lobarno degeneracijo (FTLD). Mutacije v zapisu za TDP-43 so odgovorne za približno 4% dedne oblike bolezni ALS. Večji del mutacij najdemo v domeni, bogati z glicinom, vključno z mutanto M337V, ki je ena najbolj pogostih mutacij TDP-43. Z namenom, da bi proučili uporabnost alelno-specifične interferenčne RNA (RNAi) kot potencialnega terapevtskega orodja, smo oblikovali in pregledali skupino siRNA, ki specifično ciljajo mutirano obliko TDP-43(M337V). Dve od pregledanih siRNA sta specifično utišali mutacijo M337V pri celicah HEK, ki prehodno izražajo GFP-TDP-43(divji tip) ali GFP-TDP-43(M337V) ali C-končno domeno TDP-43. Celice, ki prehodno izražajo C-končno domeno TDP-43 imajo povečano vsebnost citosolnih vključkov. Število citoplazemskih vključkov pa se zniža, če celicam dodamo alelno specifično siRNA. Nadalje smo proučevali vplive alelno specifičnih siRNA v induciranih pluripotentnih matičnih celicah (iPSC), ki so bile pridobljene iz bolnika z ALS, ki nosi mutacijo M337V. Te linije so vsebovale dvakratno povečanje vsebnosti citosolnega TDP-43 v primerjavi s kontrolo. Po transfekciji z alelno-specifičnimi siRNA se je vsebnost citosolnega TDP-43 znižala za 30% v primerjavi z negativno kontrolo. Na podlagi tega zaključujemo, da interferenčno RNA lahko uporabljamo pri selektivnem izbijanju alela za TDP(M337V) v celičnih linijah in pri celicah bolnikov, kar nakazuje na potencialno uporabno vrednost interferenčne RNA kot terapevtskega orodja pri zdravljenju ALS.
COBISS.SI-ID: 27582247
S strani ugledne revije Brain smo bili povabljeni, da izrazimo znanstveni komentar k objavljenemu prispevku z naslovom »Serumska mikroRNA pri bolnikih z gensko amiotrofično lateralno sklerozo pri presimptomatskih nosilcih mutacij«, katerega avtorji so Freischmidt in sodelavci. Napakam pri procesiranju RNA so pripisovali osrednjo vlogo pri patogenezi amiotrofične lateralne skleroze (ALS) vse od tedaj, ko so bili identificirani vključki proteina TARDBP (znan tudi pod imenom TDP-43) pri 95% bolnikov. Poleg tega so odkrili tudi patogene mutacije v genih, ki sodelujejo pri procesiranju RNA, kot so na primer TARDBP, FUS in MATR3 (Sreedharan et al., 2008; Vance et al., 2009; Johnson et al., 2014). FUS in TARDBP imata vlogo pri regulaciji transkripcije mRNA ter pri njenem izrezovanju, hkrati pa vplivata tudi na stabilnost in transport mRNA (Tollervey et al., 2011; Rogelj et al., 2012). FUS in TARDBP predstavljata tudi sestavni del večjega kompleksa, imenovanega Drosha, ki regulira biogenezo mikroRNA (miRNA) (Gregory et al., 2004). Napake v regulaciji izražanja miRNA se pojavljajo pri številnih oblikah raka, pred kratkim pa so jih opisali tudi pri Alzheimerjevi bolezni, kjer naj bi imele vlogo pri bolezenskem mehanizmu in/ali naj bi predstavljale indirektni biomarker pri omenjeni bolezni. Freischmidt in sodelavci (2014) poročajo, da je v serumu bolnikov z družinsko in sporadično obliko ALS zaznati zmanjšano vsebnost specifične podskupine miRNA. Hkrati so zaznali zmanjšana vsebnost miRNA tudi v serumu presimptomatičnih nosilcev patogenih mutacij, značilnih za ALS. Če bi omenjene rezultate lahko ponovili na večjih kohortah, bi študija veliko pridobila na pomenu.
COBISS.SI-ID: 28055335