Descoperire CRISPR în Lupta împotriva Alzheimer: O Nouă Cale pentru Degradarea Proteinei Tau

Folosind o tehnică inovatoare bazată pe CRISPR, cercetătorii au identificat o proteină care marchează proteina tau pentru degradare, exprimată mai puternic în neuronii rezistenți la tau, conform unui studiu recent publicat în revista Cell de către oamenii de știință de la Universitatea din California, San Francisco.

Proteina tau, cunoscută pentru acumularea sa în neuroni, este un semn distinctiv al bolii Alzheimer și al altor afecțiuni neurodegenerative. Deși anumite neuroni din creierul persoanelor decedate din cauza Alzheimerului par să fie surprinzător de sănătoși, aceasta sugerează că există diferențe în modul în care neuronii procesează tau, care ar putea explica vulnerabilitatea selectivă observată în tauopatii.

Cercetătorii au creat un sistem de screening CRISPRi (interferență CRISPR) pe neuroni umani și au investigat, la nivel genomic, care gene influențează acumularea oligomerilor tau. Oligomerii tau, care sunt lanțuri de molecule tau, sunt considerați un pas crucial în formarea fibrilelor de tau.

Prin compararea neuronilor derivati din celule pluripotente induse (iPSC) cu sau fără o mutație familială tauopatică (V337M) în gena MAPT, folosind anticorpul selectiv pentru oligomeri T22, echipa a observat niveluri ridicate de oligomeri tau în neuroni mutați. Semnalul a scăzut odată cu inactivarea MAPT, demonstând că testul depinde de expresia tau și poate reflecta modificări genetice.

Cercetătorii au utilizat un screening CRISPR pentru “înăbușirea” expresiei genice la nivel genomic în neuroni umani pentru a identifica genele care controlează oligomerii tau, fără a testa fiecare din cele 20,000 de gene individual. Practic, ei au tratat celulele cu un cocktail de vectori virali, fiecare transportând un construct CRISPR pentru a inhiba un anumit gen. Concentrația a fost ajustată astfel încât majoritatea celulelor să primească un singur vector sau deloc, creând o varietate de celule cu diferite gene inhibate.

Ulterior, neuronii au fost colorați cu T22 și sortați prin citometrie de flux în categorii de oligomeri scăzuți și crescuți, iar ARN-urile ghid CRISPR din fiecare categorie au fost secvențiate pentru a identifica genele inhibate.

Aceasta a generat o listă ordonată de gene candidate, verificată în teste ulterioare. O genă, CUL5 – parte a mașinăriei ubiquitin-proteasom care marchează proteinele pentru degradare – a fost consistent remarcată, devenind focusul pentru analize mecanistice aprofundate.

Dat fiind că CUL5 este componentă esențială a unei ligaze E3 ubiquitin, implicată în marcarea proteinelor pentru distrugere proteasomală, autorii au presupus că modificarea CUL5 ar influența eficiența cu care neuroni pot elimina tau. Testând acest aspect prin ghiduri CRISPRi individuale care reduc expresia CUL5 și RNF7, partenerul său principal, echipa a descoperit că nivelurile tau cresc când această mașinărie de ligază este afectată, arătând că efectul este post-translațional, sugerând că tau devine mai stabil când CUL5 este inhibat.

Sursa: Lifespan.io