Publicação

Suppression of Machado-Joseph disease pathogenesis by serotonergic signalling: the contribution of serotonin receptors

Detalhes bibliográficos
Resumo:	A doença de Machado-Joseph (DMJ) é uma doença debilitante caracterizada pela perda progressiva do equilíbrio e da coordenação motora. A nível molecular, a DMJ está associada à expansão da repetição de Citosina-Adenina-Guanina (CAG) no gene da ataxina-3. Isto traduz-se num segmento expandido de poliglutaminas na proteína ataxina-3 (ATXN3), que é propenso à auto-associação, sendo a agregação desta proteína uma característica da doença. Apesar dos vários esforços efectuados, não existe cura para esta doença fatal. A modulação da sinalização serotoninérgica foi anteriormente descrita como potencial estratégia terapêutica para a DMJ. O tratamento com citalopram (CIT), um inibidor seletivo da recaptação de serotonina, suprimiu a patogénese da DMJ em vários modelos animais, sendo o efeito do CIT dependente do transportador de serotonina, o seu alvo molecular, com provável contribuição dos receptores serotoninérgicos 5-HT1A/SER-4 e 5-HT2/SER-1. No entanto, o papel de cada receptor serotoninérgico na supressão da proteotoxicidade da ATXN3 mutante não foi ainda elucidado. Aqui, com o objetivo de determinar a contribuição de cada receptor de serotonina (5-HTR) na supressão da proteotoxicidade da ATXN3 usámos um modelo de C. elegans que recapitula as principais características da DMJ, seguindo abordagens químico-genéticas, farmacológicas e bioquímicas, bem como técnicas de microscopia in vivo. Inicialmente, explorámos a contribuição do receptor 5-HT1A usando befiradol, um agonista potente e altamente específico destes receptores. A administração crónica e aguda deste composto melhorou a função motora dos mutantes, sendo o ortólogo do receptor 5-HT1A no nematode, o SER-4, necessário para a sua ação. De forma a aprofundar o conhecimento sobre o impacto do tratamento com befiradol na proteotoxicidade da ATXN3, optimizámos ensaios de retardação em filtro e fracionamento bioquímico para avaliar as espécies agregadas da ATXN3, demonstrando-se que ambas as modalidades de tratamento afectaram a solubilidade desta proteína. De realçar que, usando químicogenética e medições de atividade neuronal, foi-nos possível definir os auto- e hetero-receptores 5- HT1A/SER-4 como essenciais para o efeito terapêutico do befiradol e propor o receptor 5-HT1A como novo alvo terapêutico para a DMJ. Além disso, identificámos uma contribuição parcial dos receptores 5- HT6/SER-5 e 5-HT7/SER-7 para a ação do CIT. Surpreendentemente, o antagonismo dos receptores 5- HT2/SER-1, 5-HT6/SER-5 e 5-HT7/SER-7 mostrou-se benéfico para a função motora de animais mutantes, o que é consistente com dados de perfil de expressão de RNA e farmacoterapia multimodal obtidos no nosso laboratório. Embora promissores, são necessários mais estudos para reforçar estes achados e elucidar as vias específicas pelas quais cada 5-HTR individual afecta a proteotoxicidade da ATXN3.
Autores principais:	Sousa, Joana Catarina Pereira de
Assunto:	SCA3 serotonina receptores serotoninérgicos C. elegans ISRS serotonin serotonin receptors C. elegans SSRI
Ano:	2021
País:	Portugal
Tipo de documento:	tese de doutoramento
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade do Minho
Idioma:	inglês
Origem:	RepositóriUM - Universidade do Minho

Descrição
Resumo:	A doença de Machado-Joseph (DMJ) é uma doença debilitante caracterizada pela perda progressiva do equilíbrio e da coordenação motora. A nível molecular, a DMJ está associada à expansão da repetição de Citosina-Adenina-Guanina (CAG) no gene da ataxina-3. Isto traduz-se num segmento expandido de poliglutaminas na proteína ataxina-3 (ATXN3), que é propenso à auto-associação, sendo a agregação desta proteína uma característica da doença. Apesar dos vários esforços efectuados, não existe cura para esta doença fatal. A modulação da sinalização serotoninérgica foi anteriormente descrita como potencial estratégia terapêutica para a DMJ. O tratamento com citalopram (CIT), um inibidor seletivo da recaptação de serotonina, suprimiu a patogénese da DMJ em vários modelos animais, sendo o efeito do CIT dependente do transportador de serotonina, o seu alvo molecular, com provável contribuição dos receptores serotoninérgicos 5-HT1A/SER-4 e 5-HT2/SER-1. No entanto, o papel de cada receptor serotoninérgico na supressão da proteotoxicidade da ATXN3 mutante não foi ainda elucidado. Aqui, com o objetivo de determinar a contribuição de cada receptor de serotonina (5-HTR) na supressão da proteotoxicidade da ATXN3 usámos um modelo de C. elegans que recapitula as principais características da DMJ, seguindo abordagens químico-genéticas, farmacológicas e bioquímicas, bem como técnicas de microscopia in vivo. Inicialmente, explorámos a contribuição do receptor 5-HT1A usando befiradol, um agonista potente e altamente específico destes receptores. A administração crónica e aguda deste composto melhorou a função motora dos mutantes, sendo o ortólogo do receptor 5-HT1A no nematode, o SER-4, necessário para a sua ação. De forma a aprofundar o conhecimento sobre o impacto do tratamento com befiradol na proteotoxicidade da ATXN3, optimizámos ensaios de retardação em filtro e fracionamento bioquímico para avaliar as espécies agregadas da ATXN3, demonstrando-se que ambas as modalidades de tratamento afectaram a solubilidade desta proteína. De realçar que, usando químicogenética e medições de atividade neuronal, foi-nos possível definir os auto- e hetero-receptores 5- HT1A/SER-4 como essenciais para o efeito terapêutico do befiradol e propor o receptor 5-HT1A como novo alvo terapêutico para a DMJ. Além disso, identificámos uma contribuição parcial dos receptores 5- HT6/SER-5 e 5-HT7/SER-7 para a ação do CIT. Surpreendentemente, o antagonismo dos receptores 5- HT2/SER-1, 5-HT6/SER-5 e 5-HT7/SER-7 mostrou-se benéfico para a função motora de animais mutantes, o que é consistente com dados de perfil de expressão de RNA e farmacoterapia multimodal obtidos no nosso laboratório. Embora promissores, são necessários mais estudos para reforçar estes achados e elucidar as vias específicas pelas quais cada 5-HTR individual afecta a proteotoxicidade da ATXN3.