Biochemical characterization of extracellular Tau from in vivo models of Tau aggregation

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Gomes, Luís Aragão Gama Rodrigues
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10316/34004
Resumo: Dissertação de Mestrado em Biologia Celular e Molecular apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.
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spelling Biochemical characterization of extracellular Tau from in vivo models of Tau aggregationDoença de AlzheimerPatologia da TauMicrodiáliseISFFragmentos da TauDissertação de Mestrado em Biologia Celular e Molecular apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.Alzheimer’s disease (AD) is the most common neurodegenerative disorder, which is characterized by two major hallmarks: deposition of Aβ plaques and incorporation of neurofibrillary tangles composed by hyperphosphorylated Tau (NFTs). Recently, progress has been made in the comprehension of AD mechanisms, however neither disease modifying treatments nor biomarkers capable of detecting the disease at early stages have been discovered. Several studies supported the hypothesis that Tau pathology spreads throughout the brain, particularly by a mechanism involving extracellular Tau release and subsequent uptake by synaptically connected neurons. Thus, it is supposed that extracellular Tau species are responsible for Tau seeding and spreading of Tau pathology. Although several studies have investigated extracellular Tau, it not yet clear which Tau species is responsible for transmission of Tau pathology, with some authors considering Tau oligomers, while others consider larger aggregated filamentous Tau as the pathogenic Tau species. Particularly, a study performed in P301S mice using an in vivo microdialysis technique demonstrated Tau protein in interstitial fluid. However, little is known about the biochemical properties of the extracellular Tau found. Thus, in this project, the objective was to characterize ISF Tau perfused from P301S mice by a 1 MDa microdialysis probe, using different biochemical assays. Furthermore, the focus was to uncover which Tau species are present in the extracellular space at very early stages of Tau pathology. Our results suggest that the vast majority of Tau present in ISF of 3-month old P301S mice is fragmented, particularly in two abundant fragments, one from N-terminal to PRD and other in MTBD/C-terminal region. To a minor extent, also full-length and most C-terminal Tau was detected. Importantly, mouse endogenous Tau was found in ISF samples from WT mice, however at much lower concentration. Although these two cleavage processes seem evident, it is hypothesized that multiple Tau fragments are present in ISF, but may only be detected depending on the specificity for a particular region of the antibody combination used. Furthermore, the in vivo microdialysis technique was confirmed as a manner to investigate ISF Tau levels, which may also be used to monitor Tau or antibody levels during a passive immunization treatment.In conclusion, this project provided insight about the nature of extracellular Tau, emphasizing the relevance of the study of these fragments in the discovery of a new Tau pathology biomarker, as well as, for the understanding of Tau pathology mechanisms.Alzheimer é a doença neurodegenerativa mais comum a nível mundial, sendo caracterizada pela deposição de placas de Aβ e pela incorporção de aggregados de Tau, sob a forma de tranças neurofibrilares. Recentemente, grandes avanços têm ocorrido na compreensão dos mecanismos que causam a doença de Alzheimer. No entanto, até à data, ainda não foram encontrados tratamentos que travem a progressão da doença nem biomarcadores que permitam fazer um diagnostico precoce da doença. Inúmeros estudos têm apoiado a hipótese de que a patologia da Tau se propaga pelo cérebro, nomeadamente por um mecanismo envolvendo a libertação de Tau para o meio extracelular e, consequentemente, a sua incorporação por neurónios conectados através de sinapses. Assim, é sugerido que espécies extracelulares de Tau são responsáveis pela propagação da patologia da Tau. Apesar de alguns estudos terem investigado a Tau extracelular, ainda nao é evidente que forma da Tau é responsável pela transmissão da patologia. Enquanto alguns autores consideram os oligómeros da Tau como patogénicos, outros consideram que são formas maiores e agregadas em filamentos as causadoras da patologia da Tau. Nomeadamente, um estudo em ratinhos transgénicos (P301S) usando uma técnica de microdiálise in vivo, demonstrou a presença de Tau no fluído intersticial cerebral (ISF). No entanto, ainda pouco se sabe acerca das propriedades bioquímicas da Tau extracelular encontrada. Assim, neste projecto, o objectivo foi caracterizar a Tau de ISF extraido de ratinhos transgénicos (P301S), por uma sonda de microdiálise com 1 MDa, usando diferentes ensaios bioquímicos. Para além disso, outro objectivo foi descobrir que espécies da Tau estão presentes no meio extracelular numa fase inicial da patologia da Tau. Os resultados deste projecto sugerem que a Tau no ISF de ratinhos transgénicos (P301S) com 3 meses de idade, está, maioritariamente, fragmentada. Nomeadamente, dois fragmentos abundantes foram encontrados, um do N-terminal até ao PRD, e outro na região do MTBD/C-terminal. Em menor concentração foi também encontrada Tau “full-length” e um fragmento composto pela parte final do C-terminal. Adicionalmente, “murine” Tau endógena foi detectada nas amostras de ISF de ratinhos WT, apesar de em muito menor concentração. Para além dos dois pontos de fragmentação evidentes encontrados, os resultados sugerem que múltiplos fragmentos da Tau estarão presentes no ISF. No entanto, determinados fragmentos so poderão ser detectados dependendo da combinação de anticorpos usada, dado que combinações distintas têm diferentes especificidades para regiões particulares da Tau.~Ainda para mais, a técnica de microdiálise in vivo foi confirmada como uma forma de estudar os níves de Tau no ISF, o que poderá ser usado para monitorizar os níveis de Tau ou de anticorpo durante um tratamento de imunização passiva. De uma forma geral, os resultados aqui descritos contribuíram para aumentar o conhecimento sobre as formas extracelulares da Tau, realçando a importância do estudo destes fragmentos na descoberta de um novo biomarcador da patologia da Tau, assim como na compreensão dos mecanismos patogénicos da Tau.2016info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://hdl.handle.net/10316/34004http://hdl.handle.net/10316/34004engGomes, Luís Aragão Gama Rodriguesinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2022-02-16T11:22:35Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/34004Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T20:56:39.267709Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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