Ανακάλυψη νέων φαρμακολογικών στόχων για την Πλάγια Αμυοτροφική Σκλήρυνση (ALSALS)
Creators: name: Αγγελής, Γεώργιος Π.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2024
Subjects: Πλάγια Αμυοτροφική Σκλήρυνση
Υπεροξειδική Δισμουτάση 1
Φουμαρικός Διμεθυλεστέρας
Καλλικρεΐνη 6
Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS)
Superoxide Dismutase 1 (SOD1)
Dimethyl Fumarate (DMF)
Kallikrein-6

description: Ο σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν να διερευνηθεί ο ρόλος της πρωτεόλυσης που πιθανότατα ελέγχεται από την KLK6 καθώς και ο ρόλος του Nrf2 του κύριου μεταγραφικού παράγοντα που συνδέεται με αντιοξειδωτική δράση στην ALS. Αρχικά δείχθηκε η αναγκαιότητα διάκρισης των ασθενών με βάση το γενετικό τους προφίλ για τη φαρμακοθεραπεία μέσω μιας χημειογονιδιωματικής προσέγγισης. Στη συνέχεια επιλέχθηκε η κατηγορία SOD1-ALS που χαρακτηρίζεται από αύξηση του οξειδωτικού στρες για μελέτη και χορηγήθηκε φουμαρικός διμεθυλεστέρας σε μύες Tg-SOD1G93A. Δείχθηκε ότι οι θηλυκοί μύες παρουσίασαν μικρή βελτίωση των συμπτωμάτων χωρίς όμως αύξηση του χρόνου επιβίωσης. Επίσης δείχθηκε ότι η KLK6 μπορεί να πρωτεολύσει μονομερή της SOD1 καθώς και SOD1G93A που προήλθε από πρωτεϊνικό εκχύλισμα οσφυϊκής μοίρας νωτιαίου μυελού. Επιπλέον διαπιστώθηκε ότι οι θηλυκοί μύες Tg-SOD1G93AKlk6+/- παρουσίασαν ηπιότερα συμπτώματα από τους θηλυκούς μύες με γονότυπο Tg-SOD1G93A. Τέλος διαπιστώθηκε ότι η χορήγηση DMF στους μύες Tg-SOD1G93A αύξησε τα επίπεδα έκφρασης της Klk6 ενώ η επώαση των κυττάρων SH-SY5Y με KLK6R80Q ενεργοποίησε το μονοπάτι του Nrf2 το οποίο ενδεχομένως υποδηλώνει κάποια σχέση μεταξύ του Nrf2 και της KLK6. Τα αποτελέσματα αυτά υποδηλώνουν ότι θα μπορούσε δυνητικά να χρησιμοποιηθεί ο DMF για τη θεραπεία των ασθενών SOD1-ALS και κυρίως των θηλυκών ατόμων. Επίσης, η KLK6 είναι πιθανό να μετέχει στην εξέλιξη της νόσου SOD1 με πολλαπλούς μηχανισμούς που έχουν να κάνουν με την ενεργοποίηση του μονοπατιού του Nrf2 αλλά και με την πρωτεόλυση της SOD1. Τέλος δείχθηκε ότι η πρωτεΐνη SOD1G93A μπορεί να ακινητοποιηθεί σε σωματίδια πυριτικού ασβεστίου και έτσι να χρησιμοποιηθεί ως αντιγόνο σε μελλοντικούς εμβολιασμούς για τη θεραπεία των ασθενών SOD1-ALS.
description: The aim of this thesis was to investigate the role of proteolysis, likely controlled by KLK6, and the role of NRF2, the main transcription factor associated with antioxidant action, in ALS. Initially, the study showed that it is necessary to distinguish the patients with ALS based on their genetic profile for an effective pharmacotherapeutic approach in a chemogenomic-like way. The study then focused on the SOD1-ALS category, which is characterized by increased oxidative stress, and tested the efficacy of administering Dimethyl Fumarate (DMF) to Tg-SOD1G93A mice. The results showed that female mice showed slight improvement in symptoms and a delayed onset of the disease, without an increase in the survival time. The study also demonstrated that KLK6 could proteolyze monomeric SOD1 and SOD1G93A derived from the lumbar spinal cord protein extract. Additionally, it was found that female Tg-SOD1G93AKlk6+/- mice presented milder symptoms compared to female mice with Tg-SOD1G93A genotype. Finally, it was found that DMF administration to Tg-SOD1G93A mice increased Klk6 expression levels, while SH-SY5Y cell stimulation with KLK6 activated the NRF2 pathway, possibly indicating a relationship between NRF2 and KLK6. These results suggest that DMF could be used to treat SOD1-ALS patients, especially in female individuals. In addition, KLK6 may be involved in the progression of SOD1-related disease through multiple mechanisms involving activation of the Nrf2 pathway and proteolysis of SOD1. Finally, the study showed that the SOD1G93A protein could be immobilized in calcium pyrophosphate particles and thus used as an antigen in future vaccinations to treat SOD1-ALS patients.