Modeling and pathophysiological analysis of the ubiquilin-2-linked Amyotrophic Lateral Sclerosis with AAV10 vectors
Modélisation et analyses physiopathologiques de la Sclérose Latérale Amyotrophique liée à l'ubiquiline 2 à l'aide de vecteurs AAV10
Résumé
Amyotrophic Lateral Sclerosis (ALS) is an incurable neurodegenerative disease characterized by progressive loss of motor neurons (MNs). Recently, mutations in the UBQLN2 gene, encoding ubiquilin 2, have been identified in hereditary forms of ALS and ALS with FrontoTemporal Dementia (ALS-FTD). These mutations induce the formation of ubiquilin-2-positive aggregates in the spinal cord of patients with ALS and in the brain of patients with ALS-FTD, as well as in other familial forms and in sporadic forms of ALS and ALS-FTD. The role of ubiquilin 2 seems to be crucial in the pathogenesis of the different types of ALS, due to its involvement in proteostasis. To understand the physiopathology of the disease and to envision therapeutic strategies, we have generated an ubiquilin 2-linked ALS and ALS-FTD mouse model which recapitulated disease associated phenotypes, after intracerebroventricular (ICV) injection of Adeno Associated Virus serotype rh10 (AAV10) vectors, containing the cDNA encoding mutated ubiquilin 2. Furthermore, mass spectrometry analysis revealed a loss of interaction between the mutant protein and one protein necessary for cytoskeleton maintenance of neurons, the α-spectrin. Finally, we have observed that Methylene Blue increased the number of inclusions in mice expressing the mutant ubiquilin 2. In conclusion, this study presents a solid paradigm to study the involvement of ubiquilin 2 in ALS and can be used for the development of effective therapeutic strategies.
La Sclérose Latérale Amyotrophique (SLA) est une maladie neurodégénérative incurable caractérisée par la perte progressive des motoneurones. Récemment, des mutations dans le gène UBQLN2, codant pour l'ubiquiline 2, ont été identifiées dans des formes héréditaires de SLA et de SLA avec Démence Fronto-Temporale (SLA-DFT). Ces mutations induisent la formation d'agrégats positifs à l'ubiquiline 2 dans la moelle épinière de patients atteints de SLA et dans le cerveau de patients atteints de SLA-DFT, ainsi que dans d'autres formes familiales et dans des formes sporadiques de la maladie. En raison de l'implication de l'ubiquiline 2 dans la dégradation protéique intracellulaire, son rôle semble être déterminant dans la pathogénèse des différents types de SLA. Afin d'étudier les mécanismes physiopathologiques de la maladie et d'envisager des solutions thérapeutiques, nous avons créé un modèle murin de SLA et de SLA-DFT liées à l'UBQLN2 qui récapitule l'ensemble des caractéristiques associées à la maladie, suite à l'injection intracérébroventriculaire de vecteurs viraux associés à l'adénovirus (AAV) de sérotype 10, renfermant l'ADNc muté de l'ubiquiline 2. De plus, nos analyses de spectrométrie de masse ont révélé une perte d'interaction de l'ubiquiline 2 mutée avec une protéine indispensable pour le maintien du cytosquelette des neurones, l'?-spectrine. Enfin, nous avons observé que le Bleu de Méthylène augmente la quantité d'inclusions engendrées par la surexpression de l'ubiquiline 2 mutée. Cette étude a donc permis d'obtenir un paradigme solide pour l'étude de l'implication de l'ubiquiline 2 dans la SLA et pourra servir à l'élaboration de stratégies thérapeutiques efficaces.
Domaines
Neurosciences [q-bio.NC]| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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