CYP46A1 at the Crosstalk Between Autophagy and Oxidative Stress in Niemann-Pick type C disease

• Autor(a) principal: Nunes, Sofia Alexandra Gomes
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/162183
• topic: Niemann-Pick Type C disease (NPC); Cholesterol 24-hydroxylase (CYP46A1); cholesterol accumulation; autophagy; oxidative stress; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Outras Engenharias e Tecnologias

A doença de Niemann-Pick tipo C (NPC) é caraterizada pela acumulação de colesterol não esterificado e outros lípidos nos endossomas/ lisossomas tardios. A disfunção na homeostasia do colesterol resulta num fenótipo metabólico e neurodegeneração, devido à paragem do tráfego intracelular, disfunção da autofagia e danos causados pelo stress oxidativo. Assim, colocámos a hipótese do potencial papel terapêutico do citocromo P450 24-hidroxilase (CYP46A1) na NPC. Neste trabalho, pretendemos avaliar se o aumento da expressão de CYP46A1 através de terapia mediada por vírus adeno-associados no modelo animal Npc1tm(I1061T), poderia ser benéfico no crosstalk entre autofagia e stress oxidativo no encéfalo e fígado. Utilizando abordagens bioquímicas, moleculares e celulares, demonstrámos que a expressão ectópica de CYP46A1 no encéfalo pode restabelecer parcialmente o fluxo autofágico, através da diminuição da razão microtubule-associated protein 1A/1B light chain 3 (LC3)-II/I. Adicionalmente, estudos in vitro utilizando o repórter mCherry-GFP-LC3, mostraram que o CYP46A1 dimnui o tamanho dos autofagossomas e aumenta o número de autolisossomas em células NPC1 knock-out, sugerindo uma melhoria do bloqueio da autofagia. Relativamente aos danos causados pelo stress oxidativo, a expressão do CYP46A1 reverteu parcialmente o aumento dos níveis de expressão de Gpx1 e Slc7a11 e aumentou os níveis da heme oxigenase-1 no cerebelo de murganhos fêmeas NPC, sugerindo que a diminuição da acumulação de colesterol induzida pelo CYP46A1 reduz a carga oxidativa. Relativamente ao efeito off-target da expressão do CYP46A1 no fígado, observámos que a expressão deste gene não é suficiente para diminuir os níveis de colesterol, mas pode ter um papel protetor através da promoção de mecanismos antioxidantes. Efetivamente, observamos uma ativação do nuclear factor erythroid 2-related factor 2 (NRF2) dependente da expressão do CYP46A1 no fígado de murganhos machos. De um modo geral, os resultados deste trabalho, juntamente com resultados anteriores do grupo, sugerem que o CYP46A1 pode emergir como uma nova estratégia terapêutica para a NPC melhorando os defeitos de autofagia, redução do stress oxidativo e promoção da interação entre ambos os processos.