APP, Abêta et cholestérol: interactions et nouvelles cibles théraputiques dans la maladie d'Alzheimer. – ChoAD

Le cholestérol joue un rôle central dans la maladie d'Alzheimer: l'isoforme ApoE4 est le principal facteur de risque de la maladie. Le cholestérol s'accumule dans les plaques séniles. In vitro, il stimule la sécrétion d'Abêta et active la voie endosomale: sa déplétion réduit la production d'Abêta.La régulation par le cholestérol du clivage de l'APP serait secondaire à la redistribution des activités enzymatiques dans les microdomaines raft et non raft de la membrane cellulaire neuronale. Le projet vise à analyser l'interaction Abeta-cholestérol à d'autres niveaux en étudiant: 1) le contenu lipidique des plaques amyloïdes chez l'homme et des souris transgéniques APP 2) in vitro, les modulations, par le cholestérol, du clivage endosomal de l'APP 3) les lipides et les lipoprotéines cosécrétées avec les peptides Abêta partiellement hydrophobes 4) chez les souris APP, les effets d'une surexpression de CYP46A1, une enzyme qui favorise l'efflux du cholestérol des neurones et du cervea//L'analyse in situ du contenu des plaques de patients Alzheimer et de souris transgéniques APP23 et APPxPS1 fera appel à des sondes à cholestérol; leur microdissection laser permettra une analyse des lipides par ESI-MS, précédée ou non d'une séparation par chromatographie. Nos résultats préliminaires montrent in vitro qu'une surcharge en cholestérol favorise le recyclage membranaire de l'APP vers les endosomes, stimulant la production de peptides Aß. Des lignées HEK, N2A et SH SY-5Y, sauvages ou surexprimant l'APP, seront utilisées pour étudier 1) le rôle de protéines impliquées dans la voie endosomale de l'APP (Rab, dynamines and Eps15) 2) l'influence du cholestérol (déplétion ou enrichissement membranaire, inhibition de l'ACAT qui l'estérifie, transfection du gène CYP46A1 qui l'hydroxyle) sur l'expression de protéines Rab et dynamine et sur la distribution membranaire ou endosomale de l'APP et la production d'Abêta 3) les partenaires lipidiques et protéiques cosécrétés avec les peptides Abêta 4) les régulations géniques provoquées par la surexpression d'APP et par les modifications du cholestérol en recourant à une approche transcriptomique (puces Illumina). Les principaux effets enregistrés sur les lignées cellulaires seront contrôlés sur des cultures primaires d'hippocampe de rat transduites par un lentivirus portant le gène de l'APPsw. Nos résultats préliminaires indiquent qu'une surexpression de CYP46A1 diminue le nombre de plaques dans l'hippocampe de souris APP23 qui présentent des troubles du comportement à 3 mois et des plaques à 6 mois. Pour éviter les effets d'une modulation de CYP46A1 pendant le développement, l'expression de CYP46A1 sera inhibée (siRNA) ou transduite au moyen de vecteurs AAV par injection intracérébrale. Les anomalies du comportement, la formation de plaques amyloides et d'oligomères Aß solubles seront étudiées à 6 et 12 mois chez 40 souris APP23 injectées à 1 mois de vie.//Le lien entre cholestérol et maladie d'Alzheimer a conduit à envisager sur le plan thérapeutique l'utilisation de drogues qui inhibent la synthèse du cholestérol (statines) ou sa transformation en esters de cholestérol (inhibiteurs de l'ACAT). Cependant la régulation réciproque du métabolisme du cholestérol et de l'APP intervient, dans la cellule, à plusieurs niveaux, d'importance physiopathologique sans doute inégale. En explorant d'autres voies où le cholestérol peut influer le métabolisme de l'APP (endocytose et voie endosomale, secrétion de peptides Aß), en interférant directement sur une voie majeure du métabolisme du cholestérol (efflux cellulaire et cérébral), en identifiant les gènes dont l'expression est modifiée dans cette régulation réciproque cholestérol-APP, notre projet devrait permettre de définir de nouvelles cibles thérapeutiques potentielles et des gènes dont les variants pourraient constituer un facteur de risque de MA