AAV-mediated expression of Secreted Klotho as a therapeutic strategy for Alzheimer's disease
La malaltia d'Alzheimer (MA), la principal forma de demència, es caracteritza per la pèrdua progressiva de memòria i capacitats cognitives. Els marcadors neuropatològics de la MA són dipòsits de β-amiloide (Aβ) i Tau al cervell, juntament amb neuroinflamació, estrès oxidatiu, disfunció autofàgi...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2023 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:287027 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/287027 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Klotho Vector AAV AAV vector Malatia d'Alzheimer Enfermedad de Alzheimer Alzheimer's disease Ciències Experimentals |
| Sumario: | La malaltia d'Alzheimer (MA), la principal forma de demència, es caracteritza per la pèrdua progressiva de memòria i capacitats cognitives. Els marcadors neuropatològics de la MA són dipòsits de β-amiloide (Aβ) i Tau al cervell, juntament amb neuroinflamació, estrès oxidatiu, disfunció autofàgica i neurodegeneració. Malgrat que s'han desenvolupat moltes teràpies contra Aβ i Tau, encara no existeix cap tractament que curi o previngui la MA. El fracàs dels assajos clínics podria deure's a la naturalesa multifactorial de la MA i/o la baixa traslacionabilitat dels models animals preclínics. Així, sorgeixen dues línies d'investigació: d'una banda, explotar molècules pleiotròpiques per contrarestar diversos processos neuropatològics de la MA; d'altra banda, implementar models preclínics més traslacionals. La proteïna neuroprotectora i antienvelliment Klotho (KL) té un gran potencial com a molècula terapèutica per les seues funcions pleiotròpiques, entre altres, millora de les capacitats cognitives, la plasticitat sinàptica i l'autofàgia, protecció davant l'estrès oxidatiu i reducció de la neuroinflamació. No obstant, es desconeix quina de les variants, la secretada (sKL) o la transmembrana (mKL), desenvolupa aquestes funcions al sistema nerviós central humà, atès que la recerca prèvia està centrada en mKL i models murins. En aquest treball, l'expressió gènica relativa de sKL i mKL s'ha caracteritzat al cervell humà, tant en individus sans com en pacients MA. Curiosament, sKL va resultar la variant més expressada en còrtex frontal i entorrinal, hipocamp i amígdala, mentre que a plexus coroide predominava mKL. Per contra, en ratolins mKL és majoritària, per tant la ràtio d'expressió sKL/mKL està invertida al cervell de ratolí respecte a l'humà. En MA, l'expressió de sKL i mKL aparegué alterada, tant en pacients MA com en ratolins 3xTg-AD comparant amb humans sans i ratolins WT, respectivament. A nivell proteic, trobàrem que el nivells de KL soluble en líquid cefalorraquidi (LCR) estaven significativament disminuïts en pacients MA, així com una correlació positiva entre edat avançada i nivells de KL en LCR en pacients MA, però no en individus sans. A més, de forma interessant, els portadors de l'al·lel APOE4, principal factor de risc genètic de MA, presentaven nivells més baixos de KL en LCR. A partir d'aquests resultats en humans, ens vam centrar en explorar el potencial de sKL per contrarestar els dèficits cognitius de MA. Per a això, administrarem vectors AAV9-sKL en cervell de dos models murins de MA (3xTg-AD i APP/Tau) per expressar sKL i avaluar el seu efecte en les capacitats cognitives mitjançant tests conductuals. La expressió de sKL mediada per AAV9 tendí tant a millorar l'aprenentatge espacial i la memòria de referència (al test MWM) en femelles 3xTg-AD i mascles APP/Tau, com la memòria de reconeixement i espacial (al NOR i T-Maze tests) en femelles APP/Tau i WT. Malauradament, els dos models de MA mancaven de dèficits cognitius profunds a les edats analitzades, consegüentment l'efecte de sKL a la conducta avaluada mitjançant tests fou lleu. Finalment, aquest treball també ha destacat la viabilitat dels organoids cerebrals humans com a model preclínic en investigació de teràpia gènica amb vectors AAV, ja que s'optimitzà un protocol de transducció i es demostrà que la càpside AAV7m8 és molt eficient, i superior a AAV9, per transduir organoids cerebrals humans. Així, la traslacionabilitat de la investigació preclínica en malalties neurològiques podria incrementar-se utilitzant organoids cerebrals humans com a model complementari als animals experimentals, especialment per desenvolupar estratègies terapèutiques basades en la transferència gènica mitjançant AAV. Estudis futurs haurien d'explorar el potencial de sKL expressat mitjançant AAV per contrarestar els símptomes de MA en ratolins amb dèficits cognitius profunds, mentre que a nivell molecular queda per analitzar l'efecte de sKL in vivo i en organoids cerebrals humans. |
|---|