Abeta dependent tau phosphorylation

Abstract

Alzheimer’s disease (AD) is a neurodegenerative disorder characterized by the presence of two histopathological hallmarks: the extracellular amyloid plaques (APs) composed of beta-amyloid protein (Abeta) and intracellular neurofibrillary tangles (NFTs), containing hyperphosphorylated tau protein. Therefore, Abeta and tau are important molecules associated with AD and evidence suggests that Abeta may initiate the hyperphosphorylation of tau, which by disrupting neuronal network leads to the process of neurodegeneration. In the present study, using rat primary cortical and hippocampal neuronal cultures, it was shown that exposure to aggregated Abeta1-42 for prolonged periods decreased tau phosphorylation at Ser202 and Thr205 residue, but in contrast increased at Ser262 residue. Tau hyperphosphorylation in AD may be related to alterations in signal transduction pathways involving tau phosphorylation, such as an imbalance in the regulation of protein kinases (PKs) and protein phosphatases (PPs). Thus it is also important to determine which specific PKs and PPs are involved in this process. We observed the involvement of PP1 in the dephosphorylation of tau at Ser202 and Thr205, and the involvement of PP1 and PP2A at the Ser262 residue. An important aspect of tau metabolism are its binding proteins, and to date many such proteins have already been described both in vitro and in vivo. The interactome of tau is shaped by its phosphorylation and so is crucial to map the crosstalk between normal and pathologically hyperphosphorylated tau. By co-immunoprecipitation we intend to identify proteins that interact with tau and more specifically with phosphorylated tau (p-Tau). Furthermore the effect of Abeta on this interactome should be forthcoming, which is relevant for AD tau pathology.

A doença de Alzheimer (DA) é uma doença neurodegenerativa caracterizada pela presença de duas características histopatológicas: as placas senis na matriz extracelular compostas por Beta-amilóide (Abeta) e as tranças neurofibrilhares intracelulares contendo proteína tau hiperfosforilada. Assim, o Abeta e a proteína tau são importantes moléculas associadas à DA e evidências sugerem que o Abeta possa mediar a hiperfosforilação da tau levando á disrupção da rede neuronal e consequentemente ao processo de neurodegeneração. No presente estudo, em culturas primárias neuronais de córtex e hipocampo de rato, verificou-se que a exposição a Abeta1-42 agregado por longos períodos diminui a fosforilação da tau nos resíduos Ser202 e Thr205 e, em contraste, aumenta a fosforilação no resíduo Ser262. Pensa-se que a hiperfosforilação da tau na DA pode estar relacionada com alterações nas vias de sinalização celular envolvidas no processo de fosforilação da tau, tais como alterações na regulação das cinases e das fosfatases. Deste modo, é também de extrema importância determinar as cinases e fosfatases envolvidas neste processo. Por tratamento de neurónios corticais com diferentes concentrações de ácido ocadéico (AO), um inibidor das fosfatases, verificamos o envolvimento da PP1 na desfosforilação da tau nos resíduos Ser202 e Thr205, bem como o envolvimento da PP1 e PP2A na desfosforilação do resíduo Ser262. Um outro aspecto importante do metabolismo da tau são as proteínas de ligação, e actualmente já foram descritas várias proteínas que interagem com a tau in vitro e in vivo. O interactoma da tau é regulado pela sua fosforilação e portanto é crucial estabelecer uma relação entre a tau normal e a tau patológica hiperfosforilada no que diz respeito às proteínas de ligação. Por co-imunoprecipitação de neurónios corticais pretendemos identificar proteínas de ligação à tau e especificamente à tau fosforilada, e ainda avaliar o efeito do Abeta neste interactoma. O interactoma da tau dependente da fosforilação e do Abeta é de particular relevância para a compreensão da DA.