Στόχος της παρούσας εργασίας ήταν η διερεύνηση του ρόλου της εκκρινόμενης α-
συνουκλεΐνης (ΑΣΥΝ) στην ομοιόσταση των νευρικών κυττάρων. Η ΑΣΥΝ συνδέεται
γενετικά και βιοχημικά με την παθογένεια της νόσου του Parkinson. Προκειμένου
να εξετάσουμε πιθανούς μηχανισμούς μέσω των οποίων η ΑΣΥΝ συμβάλλει στο
νευροεκφυλισμό, δημιουργήσαμε μία ανθρώπινη κυτταρική σειρά, στην οποία η
φυσικού τύπου ανθρώπινη ΑΣΥΝ εκφράζεται σε υψηλά επίπεδα. Δείξαμε ότι η ΑΣΥΝ
εκκρίνεται φυσιολογικά στο θρεπτικό μέσο των κυττάρων, μέσω ενός μη κλασικού
μηχανισμού, ο οποίος περιλαμβάνει, εν μέρει, τη σύνδεσή της με εξωσώματα. Οι
εκκρινόμενες μορφές της ΑΣΥΝ προκαλούν νευροεκφυλισμό, χωρίς, ωστόσο, να
ενδοκυτταρώνονται. Σημειωτέον, η εκκρινόμενη ΑΣΥΝ αυξάνει τη ρευστότητα της
πλασματικής μεμβράνης των κυττάρων-δεκτών και την εισροή ιόντων ασβεστίου,
μέσω των L- και N- τύπου τασεοελεγχόμενων διαύλων ασβεστίου. Επιπλέον, το
πλεονάζον ασβέστιο συσσωρεύεται στα μιτοχόνδρια. Να σημειωθεί ότι οι παραπάνω
διαταραχές συμβαίνουν πριν τα σημάδια του κυτταρικού θανάτου γίνουν εμφανή. Σε
μεταγενέστερο χρονικό διάστημα, το οποίο συμπίπτει με την κορύφωση του
εκφυλισμού, διαπιστώθηκε σημαντική αύξηση της ενεργοποίησης των καλπαϊνών,
πρωτεασών που πυροδοτούν καταρροϊκά μονοπάτια θανάτου. Τέλος, η χορήγηση
ειδικών φαρμακολογικών παραγόντων, που είτε παρεμποδίζουν την είσοδο του
ασβεστίου στα κύτταρα είτε δεσμεύουν το εξωκυττάριο ή ενδοκυττάριο ασβέστιο,
μειώνει τη νευροτοξική επίδραση της εκκρινόμενης ΑΣΥΝ.
(EL)
In the current study we addressed the role of secreted a-synuclein (AS) on
neuronal homeostasis. AS has been genetically and biochemically linked to
Parkinson’s disease pathogenesis. In order to decipher possible mechanisms via
which extracellular AS elicits its pathogenic functions, we created a human
cell-line, in which human wild type AS is expressed in high levels. We found
that AS can be physiologically secreted in the culture medium of the
overexpressing cells, via an unconventional secretory pathway, which partly
relies on exosomes. Moreover, secreted forms of AS lead to neurodegeneration,
via a pathway that does not include internalization of the protein.
Importantly, the presence of secreted AS results in increased plasma membrane
fluidity, augmented calcium entry via the L- and N- type voltage-operated
calcium channels and preferential sequestration of the excessive calcium into
the mitochondria. Interestingly, the described events precede AS-induced
neurotoxicity. At a later time point, which corresponds to the peak of
AS-evoked neuronal death, we observed significant activation of calpains,
calcium-dependent proteases which trigger downstream death cascades. Lastly, by
the use of specific chemical compounds, which either block calcium entry or
chelate intracellular or extracellular calcium, we were able to spare cells
from secreted AS adverse effects.
(EN)
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
