Μελέτη του ρόλου της απολιποπρωτεΐνης Ε και της χοληστερόλης στην παθογένεση της νόσου Alzeimer's σε διαγονιδιακά ποντίκια
Authors: Κατσούρη Λουκία 
Published: August 2021

Η νόσος του Alzheimer (AD) είναι μια νευροεκφυλιστική νόσος που έχει ως αποτέλεσμα την προοδευτική απώλεια των ανώτερων γνωστικών λειτουργιών. Το αλληλόμορφο ε4 της Απολιποπρωτεΐνης Ε (Apolipoprotein E4, ApoE4) είναι ο κυριότερος παράγοντας κινδύνου για την εμφάνιση της σποραδικής μορφής της νόσου. Ο LDLR, το αρχέγονο μέλος αυτής της υπεροικογένειας, είναι ο κυριότερος υποδοχέας της ΑΡΟΕ στον εγκέφαλο. Στην παρούσα μελέτη εξετάστηκε ο ρόλος του LDLR και της προερχόμενης από την περιφέρεια ΑΡΟΕ4 στην παθογένεση της νόσου σε ένα διαγονιδιακό μοντέλο ποντικού με παθολογία τύπου Alzheimer. Για τη μελέτη του ρόλου του LDLR στη νόσο του Alzheimer αναλύθηκαν διαγονιδιακά ποντίκια με τη συγκεκριμένη παθολογία (ποντίκια 5xFAD) στα οποία είχε αποσιωποιηθεί το γονίδιο του Ldlr (5xFAD;Ldlr-/-). Στα ποντίκια 5xFAD;Ldlr-/- επισημάνθηκε αύξηση της ΑΡΟΕ στο συσχετιζόμενο με τις πλάκες κλάσμα από εκχύλισμα εγκεφάλων σε σχέση με τα ποντίκια 5xFAD που έχουν τον ενδογενή LDLR. Για να διασαφηνιστεί ο ρόλος της ΑΡΟΕ σε σχέση με τον LDLR, χρησιμοποιήθηκαν επίσης ποντίκια 5xFAD και 5xFAD;Ldlr-/- με αδρανοποιημένο το γονίδιο της ApoE (5xFAD;ApoE-/- και 5xFAD;ApoE-/-;Ldlr-/- αντίστοιχα). Η ανάλυση έδειξε ότι στα ποντίκια με αδρανοποιημένο τον LDLR υπήρξε αύξηση του σχηματισμού αμυλοειδών πλακών καθώς και των επιπέδων του β-αμυλοειδούς (Αβ), ανεξάρτητα από την παρουσία της ΑΡΟΕ. Δεν υπήρξε καμιά διαφορά στα πρωτεϊνικά επίπεδα των καρβοξυτελικών πρωτεολυτικών θραυσμάτων (CTF) της πρόδρομης πρωτεΐνης του αμυλοειδούς (ΑΡΡ) γεγονός που υποδηλώνει ότι μειώνεται η απομάκρυνση και όχι η παραγωγή του Αβ. Ανάλυση της φλεγμονώδους αντίδρασης στα ποντίκια αυτά έδειξε μείωση στην αστροκυττάρωση και τη μικρογλοίωση απουσία του LDLR ανεξάρτητα από την παρουσία της ΑΡΟΕ. Για τη μελέτη του ρόλου της προερχόμενης από την περιφέρεια Απολιποπρωτεΐνης Ε στην παθογένεση της νόσου του Alzheimer, κατασκευάστηκαν τα διαγονιδιακά ποντίκια TTRI-huApoE4. Τα ποντίκια αυτά εκφράζουν το γενωμικό αλληλόμορφο ε4 της ανθρώπινης ΑΡΟΕ υπό τον υποκινητή της τρανσθυρετίνης (TTRI), o οποίος εξασφαλίζει έκφραση του διαγονιδίου στο ήπαρ και τα μακροφάγα. Τα TTRI-huApoE4 διασταυρώθηκαν αρχικά με ποντίκια ApoE-/- και στη συνέχεια με το διαγονιδιακό μοντέλο 5xFAD. H ανάλυση έδειξε ότι τα 5xFAD;TTRI-huApoE4;ApoE-/- σχηματίζουν περισσότερες αμυλοειδείς πλάκες από τα 5xFAD;ApoE-/- τόσο στο φλοιό όσο και στον ιππόκαμπο. Από ανοσοϊστοχημεία για το Αβ προέκυψε ότι τα 5xFAD;TTRI-huApoE4;ApoE-/- ποντίκια, έχουν όμοιο πρότυπο με τα 5xFAD;ApoE-/- ως προς το σχήμα των εναποθέσεων. Αντιθέτως, ως προς τις περιοχές στις οποίες το Αβ εναποτίθεται στα 5xFAD;TTRI-huApoE4;ApoE-/-, το πρότυπο μοιάζει με αυτό των ποντικών 5xFAD που έχουν την ενδογενή ΑΡΟΕ. Ανάλυση της φλεγμονώδους αντίδρασης έδειξε ότι η μικρογλοίωση είναι μειωμένη στα ποντίκια 5xFAD;TTRI-huApoE4;ApoE-/- σε σχέση με τις ομάδες ελέγχου. Επίσης βρέθηκε ότι κύτταρα θετικά για IBA1 (μικρογλοιακά/μακροφάγα) συνεντοπίζονται με την ευρισκόμενη πάνω στις αμυλοειδείς πλάκες ΑΡΟΕ4. Για να διαπιστωθεί εάν αυτά τα κύτταρα προέρχονται από την περιφέρεια, ποντίκια 5xFAD;ApoE-/- δέχτηκαν μεταμόσχευση μυελού των οστών από ποντίκια Tg(CAG-EGFP)10sb/J;TTRI-huApoE4;ApoE που εκφράζουν σε όλα τους τα κύτταρα την πράσινη φθορίζουσα πρωτεΐνη (GFP). Ανοσοϊστοχημεία για GFP έδειξε ότι στα ποντίκια που υπέστησαν μεταμόσχευση, κύτταρα από την περιφέρεια διαπερνούν τον αιματο-εγκεφαλικό φραγμό και εκφράζουν ΑΡΟΕ4. Επίσης βρέθηκε αύξηση της αντιφλεγμονώδους κυτοκίνης ιντερλευκίνης-10 (IL-10) στα ποντίκια 5xFAD;TTRI-huApoE4;ApoE-/- σε σχέση με τα ποντίκια 5xFAD;ApoE-/-. Στην παρούσα μελέτη, παρουσιάζεται η σημαντικότητα του ρόλου του LDLR στην εναπόθεση του Αβ και στο σχηματισμό των αμυλοειδών πλακών. Καταδεικνύεται, ακόμη, ότι ο LDLR ρυθμίζει τη φλεγμονώδη αντίδραση στον εγκέφαλο των ποντικών με παθολογία τύπου Alzheimer. Επιπρόσθετα, δείχνεται ότι η περιφερική έκφραση της ΑΡΟΕ4 επηρεάζει τόσο το σχηματισμό αμυλοειδών πλακών όσο και τη φλεγμονώδη απόκριση στο διαγονιδιακό μοντέλο με παθολογία τύπου Alzheimer κι έτσι υποδεικνύεται ένας στόχος πιο προσβάσιμος στις φαρμακευτικές αγωγές.