Quando ganhar é perder – estudo da função da ataxina-3 e da sua perturbação no contexto da doença de Machado-Joseph
Título:
Quando ganhar é perder –
estudo da função da ataxina-3 e da sua perturbação no contexto da doença de
Machado-Joseph
Autor:
Carvalho, Andreia Alexandra
Neves de
Orientador:
Maciel, P.
Data:
1-Dez-2014
Resumo:
A Ataxina-3 (ATXN3) é a
proteína envolvida na Doença de Machado-Joseph (DMJ), uma das nove doenças
neurodegenerativas que se sabe serem causadas por uma expansão de
poliglutaminas (poliQ). Este trato de poliQ causa o aparecimento de espécies
proteicas com uma conformação anormal, agregados proteicos, disfunção neuronal
e morte celular. A ATXN3 interage com cadeias de poliubiquitina e tem atividade
de ubiquitina hidrolase (DUB) in vitro, mas os seus substratos e a(s) sua(s)
função(ões) fisiológica(s) permanecem desconhecidos, especialmente em
neurónios. Dado que a hipótese actualmente mais aceite relativa ao mecanismo
patogénico da DMJ considera que o trato de poliQ expandido confere um ganho
tóxico de função à ATXN3, não tem sido dedicada muita atenção à sua função
normal. Contudo, acredita-se que a perda parcial da função normal da ATXN3
também pode contribuir e modular a progressão da doença. Este estudo baseou-se
na ideia de que conhecer a função fisiológica normal da ATXN3 será relevante
para conseguirmos compreender a patogénese da doença. Neste estudo, explorámos
a função da ATXN3 em neurónios e a sua perturbação pela expansão poliQ em DMJ.
Descobrimos que a ATXN3 é necessária para a diferenciação neuronal e para a
normal morfologia celular, organização do citosqueleto, proliferação e
sobrevivência. Este fenótipo está associado a um aumento da degradação da
subunidade 5-alpha da integrina (ITGA5) pelo proteossoma e uma ativação
diminuída da sinalização pela via das integrinas. Curiosamente, demonstrámos que
o silenciamento da ATXN3, a sobreexpressão de uma versão cataliticamente inerte
da proteína ou de uma proteína mutante contendo um trato de poliQ expandido
conduzem a fenótipos parcialmente sobreponíveis, sugerindo que a perda da
função neuronal da ATXN3 pode contribuir para a neurodegeneração. De forma
consistente com um papel mais abrangente da ATXN3 na regulação da organização
do citosqueleto, descobrimos que a perda de função da ATXN3 também origina uma
desregulação da expressão da tau, nomeadamente uma desregulação do splicing do
exão 10 da tau em células neuronais. Este evento tem um impacto negativo na sua
morfologia e diferenciação. Além disso, descobrimos que a ATXN3 interage com o
SFRS7, um factor regulador do splicing da tau, e regula os seus níveis de
ubiquitilação. Considerando que alterações semelhantes foram encontradas no
cérebro do modelo de DMJ em ratinho, este mecanismo parece contribuir para a
patogénese. Este trabalho estabelece assim, pela primeira vez, uma ligação
funcional entre duas proteínas chave envolvidas em diferentes doenças
neurodegenerativas. Por fim, caracterizámos o ubiquitoma de células neuronais
silenciadas para a ATXN3, com o objectivo de identificar potenciais candidatos
para a sua atividade DUB. Concluímos que uma grande proporção destas proteínas
estão envolvidas na modificação pós-transcripcional do RNA. Tendo este dado em
consideração, analisámos o padrão global do splicing por análises de
transcriptómica e usando minigenes repórteres, e descobrimos que o splicing estava
globalmente afetado nestas células. Estes achados levaram-nos a propor pela
primeira vez que a ATXN3 desempenha um papel na regulação do splicing em
neurónios, uma nova função para esta proteína. Em sumário, este trabalho amplia
o conhecimento acerca da relevância para os neurónios de uma DUB específica, a
ataxina-3, e fornece indicativos sobre as suas funções biológicas e as vias
celulares onde está envolvida. Além disso, reforça o envolvimento da ATXN3 com
a UPP, levantando também novas hipóteses para o seu papel na regulação do
citosqueleto e na regulação do splicing. Adicionalmente, são apresentadas
evidências para a perturbação da função normal da ATXN3 no contexto da doença
através de um efeito dominante negativo, facto que poderá ser relevante para o
desenvolvimento de futuras estratégias terapêuticas.
Tipo:
doctoralThesis
Descrição:
Tese de doutoramento em
Ciências da Saúde
URL:
Aparece
nas coleções:
BUM – Teses de Doutoramento
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