Dans une étude récente publiée dans Nature Communications, les chercheurs ont signalé que Nurr1 était une cible thérapeutique prometteuse pour la gestion de la maladie de Parkinson (MP).
Étude: Un agoniste Nurr1 optimisé fournit des effets modificateurs de la maladie dans des modèles de la maladie de Parkinson. Crédit d’image : Chinnapong/Shutterstock.com
Sommaire
Arrière-plan
La MP est une maladie neurodégénérative très répandue, sans mécanismes précis pour la perte de neurones dopaminergiques du mésencéphale (mDAN) dans la substantia nigra. Nurr1, un récepteur nucléaire, est une cible thérapeutique potentielle pour la MP ; cependant, son rôle dans la pathogenèse de la MP n’est pas clair.
Les auteurs de la présente étude ont précédemment signalé un lien structure-activité entre les agonistes de Nurr1 (amodiaquine, glafénine et chloroquine) et la 4-amino-7-chloroquinoline (4A7C) chez les patients atteints de MP.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont cherché à savoir si la génétique [such as alpha-synuclein (αSyn)] et environnemental [such as mitochondrial complex I inhibitor, 1-methyl-4-phyenylpyridinium (MPP) positivity] les facteurs de risque de la maladie de Parkinson affectent l’expression et la fonction de Nurr1.
L’équipe a effectué une recherche systématique et a généré plus de 570 dérivés de 4A7C-chloroquine, qui ont été caractérisés sur la base de l’hypothèse que 4A7C est un SAR qui favorise l’activation et la liaison de Nurr1.
La caractérisation potentielle basée sur le SAR (4A7C) a abouti au développement du 4A7C-301, un agoniste optimal. Il a ensuite été étudié pour ses effets sur plusieurs in vitro et in vivo Modèles PD avec chloroquine.
La microglie de souris BV2 (ATCC), le neuroblastome humain SK-N-BE(2)C, les cellules MN9D et HeLa ont été utilisées pour les expériences de culture cellulaire et la transactivité, 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2 Des essais de bromure de ,5-diphényltétrazolium (MTT), de cytotoxicité ou de lactate déshydrogénase (LDH) et de formation d’autophagolysosomes (APL) ont été effectués.
Pour la détermination de la stabilité de Nurr1, les cellules MN9D ont été incubées avec MPP+ ou transduites avec un lentivirus exprimant uniquement la protéine fluorescente verte (GFP) ou αSyn.
Des échantillons de protéines ont été préparés à partir de récoltes de cellules ou de tissus cérébraux, et le flux autophagique a été déterminé par analyse Western blot, après quoi les bandes immunoréactives ont été quantifiées. L’acide ribonucléique (ARN) a été extrait des échantillons et une réaction quantitative en chaîne de transcription inverse-polymérase (qRT-PCR) a été réalisée.
Par la suite, des essais de mutagenèse dirigée, de liaison et de compétition et des essais de transfert d’énergie par résonance de fluorescence à résolution temporelle (TR-FRET) ont été effectués, suivis de la surexpression de Nurr1, de l’inactivation et de la production et de la transduction de lentivirus.
De plus, des tests de stress oxydatif cellulaire, de viabilité cellulaire et d’activité mitochondriale ont été effectués. Des neurones dopaminergiques mésencéphaliques ventraux primaires (VM) ont été obtenus à partir de souris embryonnaires C57BL/6 et traités avec du 4A7C-301 ou de la chloroquine avant d’être extraits pour une analyse par PCR de l’expression du gène dopaminergique en temps réel.
Des co-cultures primaires de neurones VM de rat et de cellules gliales ont été générées et une immunocytochimie (ICC) a été réalisée.
Les souris ont été réparties au hasard en cinq groupes, c’est-à-dire véhicule (VEH), neurotoxine MPTP, MPTP + L-DOPA, MPTP + chloroquine et MPTP + 4A7C-301. Pour tester le comportement involontaire dyskinétique, un groupe injecté de L-DOPA a été inclus.
Les souris PD induites par les virus adéno-associés (AAV)-αSyn ont été soumises à divers tests, évaluant les comportements moteurs (rotarod, pôle et cylindre), ainsi que les comportements non moteurs (tests de discrimination olfactive).
Les tissus murins ont été soumis à l’immunohistochimie (IHC), à l’immunofluorescence (IF), aux analyses stéréologiques, aux dosages immuno-enzymatiques (ELISA) et aux tests de perméabilité de la barrière hémato-encéphalique (BBB).
Résultats
Les chercheurs ont découvert le 4A7C-301, un pénétrant cérébral aux fortes propriétés neuroprotectrices in vitro. Il a préservé les mDAN dans un modèle murin induit par MPTP de la maladie de Parkinson et atténué les troubles olfactifs moteurs et non moteurs sans provoquer de dyskinésie.
En outre, dans les modèles de souris mâles surexprimant αSyn médiées par AAV2, 4A7C-301 a considérablement atténué les anomalies neuropathologiques. La surexpression de l’alpha-synucléine et le traitement MPP+ ont fortement régulé à la baisse l’expression de Nurr1, tandis que les traitements n’ont montré aucun impact sur l’expression de la bêta-actine ou d’autres facteurs de transcription mDAN.
La surexpression pathogène de αSyn a entraîné une diminution plus importante des niveaux de Nurr1 par rapport au type sauvage. Les résultats ont indiqué que l’expression et la fonction compromises de Nurr1 pourraient sous-tendre la dégénérescence du mDAN dans la maladie de Parkinson sporadique et familiale, contribuant à la pathogenèse de la maladie. Les ligands de Nurr1 pourraient réguler les niveaux de Nurr1 au niveau post-transcriptionnel.
La thérapie à la chloroquine ou au 4A7C-301 a restauré efficacement les niveaux de protéine Nurr1 et les activités d’autophagie cellulaire ont diminué par MPP+ et αSyn sans affecter les niveaux d’acide ribonucléique messager (ARNm).
Le 4A7C-301 et la chloroquine (moins puissamment) ont corrigé la perte olfactive observée dans les paradigmes de surexpression induite par MPTP et αSyn. Les résultats ont indiqué que αSyn et Nurr1 se régulaient réciproquement in vitro ainsi que in vivoavec 4A7C-301 largement influencé par son expression.
Le modèle murin a expliqué la perte de mDANs associée à l’âge et la perte induite par des facteurs génétiques et environnementaux, concordant avec des études animales et humaines antérieures.
4A7C-301 a amélioré efficacement les fonctions d’activateur et de répresseur transcriptionnel de Nurr1. 4A7C-301 a montré une énergie de liaison 20,0 fois supérieure à celle de la chloroquine ou de l’amodiaquine, a fortement potentialisé les activités transcriptionnelles de la protéine Nurr1 et protégé les neurones dopaminergiques du mésencéphale avec une exposition à la neurotoxine (telle que le lipopolysaccharide et le MPP) plus puissamment que la chloroquine (> 20,0 fois) .
4A7C-301 a considérablement protégé les neurones dopaminergiques du mésencéphale en réduisant la cytotoxicité et le stress oxydatif, en préservant la fonction mitochondriale et en induisant l’expression génétique ciblée par mDAN.
Conclusion
Pour résumer, 4A7C-301 a montré des effets neuroprotecteurs via l’activation de Nurr1, a restauré les niveaux de Nurr1 réduits suite à une exposition à des facteurs de risque génétiques et environnementaux de la maladie de Parkinson et a restauré l’autophagie contre MPP+ chez le in vitro paramètres.
Le composé a également supprimé la neuroinflammation dans les co-cultures de neurones VM-glie, amélioré les comportements moteurs et non moteurs chez les souris induites par la toxine MPTP et sauvé la pathologie de la MP chez les animaux murins induits par αSyn.
Sur la base des résultats de l’étude, le 4A7C-301 pourrait élargir le paysage thérapeutique de la MP en raison de ses propriétés modificatrices de la maladie. Cependant, des recherches supplémentaires sont nécessaires pour élucider les mécanismes par lesquels 4A7C-301 régule la fonction transcriptionnelle de Nurr1.
