Lipopolysacharid zvyšuje expresiu amyloidového prekurzorového proteínu u stresovaných CRH-/- myší

Alzheimerova choroba je najrozšírenejšou formou demencie. Toto neurodegeneratívne ochorenie sa vyznačuje úbytkom neurónov, neurozápalom a prítomnosťou amyloidných plakov a fibrilárnych klbiek zložených z tau proteínu [1]. Základnou zložkou amyloidných plakov je amyloid β, ktorý vzniká z amyloidového prekurzorového proteínu β (APPβ). APPβ sa tvorí v intracelulárnom priestore neurónov a následne sa transportuje k membráne. Jeho funkcia dodnes nie je objasnená. Štiepením β a γ-sekretázou vznikajú z ektocelulárnej domény APPβ hydrofóbne produkty amyloid β_40-42, ktoré následne agregujú a vytvárajú amyloidné plaky. Zvýšené množstvo amyloidných plakov zabraňuje bunke prijímať signály z extracelulárneho priestoru a adekvátne reagovať, čo môže vyústiť do oxidatívneho stresu a bunkovej smrti [2].

Cieľom našej práce bolo zistiť, či podanie lipopolysacharidu (LPS) pochádzajúceho z bunkovej steny baktérií, dokáže vyvolať nadprodukciu APPβ v experimentálnom modeli zvierat s narušenou stresovou odpoveďou. Stresová odpoveď je riadená HPA osou, ktorej kľúčovým mediátorom je kortikoliberín (CRH). Použili sme preto kortikoliberín-deficientné myši (CRH^-/-), ktoré sme následne vystavili nepredikovateľnému chronickému stresu. Časti zvierat sme na konci experimentu podali vysokú dávku LPS (250 μg/kg hmotnosti zvieraťa). Okrem produkcie APPβ mRNA v kortexe a strednom mozgu (izolovaný spolu s pons Varoli) zvierat sme skúmali aj neurozápalové zmeny, astrocytózu, a aktiváciu mikroglie a perivaskulárnych makrofágov, ako rezidentných fagocytových buniek, ktoré reagujú na amyloid β_40-42. Výsledky boli vyhodnotené dvojfaktorovou ANOVA a Bonferonniho post hoc testom (GraphPad Prism 5).

Preukázali sme zvýšenie expresie APP mRNA v kortexe stresovaných CRH^-/- myší. U týchto zvierat sme tiež zistili nárast zápalových faktorov (IL1β, IL6), a nárast ďalších markerov, ktoré sú asociované s pretrvávajúcou mikrogliálnou fagocytózou (TREM2, TGFβ1). Predpokladáme, že uvedené nálezy v mozgovej kôre súvisia so zmenenou reguláciou zo stredného mozgu a pons Varoli, kde sme u týchto zvierat zachytili astrocytózu reprezentovanú zvýšeným GFAP, taktiež IL1β, TGFβ1. Kľúčovým v tomto procese môže byť expresia TNFα a IL6, ktorá sa vplyvom nepredikovateľného stresu u CRH^-/- signifikantne nemení, resp. expresia vykazuje znížený trend. Avšak po podaní LPS u stresovaných zvierat sa charakter neurozápalu mení, zvyšuje sa expresia TNFα v strednom mozgu a IL6 v kortexe, čo je spojené s nadprodukciou APPβ.

Naša štúdia poukazuje na vplyv HPA osi na vznik neuropatológie súvisiacej s Alzheimerovou chorobou. CRH^-/- myši tak môžu predstavovať ďalší model vhodný na skúmanie etiopatogenézy Alzheimerovej choroby.

Práca vznikla za finančnej podpory grantov APVV-0088-10 a VEGA 2/0067/14.

[1] Braak H., Del Tredici K. 2015. The preclinical phase of the pathological process underlying sporadic Alzheimers´s disease. Brain. 138:2814-2833.
[2] Selkoe D.J., Hardy J. 2016. The amyloid hypothesis of Alzheimer´s disease at 25 years. EMBO Molecular Medicine. 8:595-608.