Etude des mécanismes moléculaires impliqués dans la mort neuronale induite par le peptide bêta amyloïde soluble : Recherche et validation fonctionnelle de cibles cellulaires.

2006Aging of population is correlated to the increase of neurodegenerative disease, more particularly Alzheimer disease. Defining early diagnostic markers and new therapeutic strategies are highly relevant. Among the molecular pathways which are currently developed, N-terminal-truncated forms of amyloid-ß (Aß) peptide have been recently suggested to play a pivotal role in the disease. Among them, Aß3(pE) 42 peptide is the dominant Aß species in amyloid plaques. We first investigated the effects of soluble oligomeric Aß3(pE) 42 after intracerebroventricular injection on mice learning capacities and the molecular mechanisms of in vitro neurotoxicity. Mice injected with soluble Aß3(pE) 42 displayed impaired spatial working memory and delayed memory acquisition. These cognitive alterations were associated with free radical overproduction in hippocampus and olfactory bulbs. In vitro, Aß3(pE) 42 oligomers induced a redox-sensitive neuronal apoptosis involving caspase activation and an arachidonic acid-dependent pathway. The second goal of this work was to investigate the protective effects of the apoptosis rescue endogenous peptide humanin (HN) and its S14G mutant (HNG). In vitro, we measured their inhibitory effect on neuronal death and apoptotic events resulting from soluble Ab oligomer treatment. What's of particular interest is the in vivo restoration of soluble Aß3(pE) 42 oligomer-induced mnesic impairment. Thus, HN peptides might serve as new drug candidates for treatment or prevention of early cellular damages linked to soluble Aß oligomers.Le vieillissement des populations est corrélé à l'augmentation des pathologies neurodégénératives liées à l'âge, plus particulièrement la maladie d'Alzheimer. La recherche de marqueurs précoces de la maladie ainsi que l'élaboration de nouvelles stratégies thérapeutiques constituent un enjeu de taille. Parmi les mécanismes moléculaires de la formation des plaques amyloïdes actuellement explorés, les formes oligomériques tronquées de peptide amyloïde (Aß), notamment le peptide Aß3(pE) 42 retrouvé à des stades précoces de la maladie, joueraient un rôle déterminant. Ces travaux de thèse ont permis de montrer, dans un premier temps, que l'injection intracérébrale de ce peptide chez la souris entraîne des altérations de la mémoire de travail et des capacités d'apprentissage, associées à une accumulation d'espèces réactives dérivées de l'oxygène dans des régions cérébrales spécifiques (hippocampe et bulbes olfactifs) de ces animaux. Des essais menés in vitro sur des cultures primaires de neurones de souris montrent leur implication dans les voies apoptotiques impliquant l'activation des caspases et la cascade métabolique de l'acide arachidonique. La seconde étape de ces travaux a constitué en l'étude des effets protecteurs d'un peptide antiapoptotique d'origine endogène, l'humanine (HN) et son variant S14G (HNG). In vitro, un effet protecteur de ces peptides a été mesuré après traitement de neurones en culture par le peptide Aß3(pE) 42. Les résultats les plus marquants résident dans les observations faites in vivo : en effet, ces peptides inhibent l'effet délétère de l'injection intracérébroventriculaire du peptide Aß3(pE) 42, en restaurant les performances mnésiques des animaux dans les tests comportementaux. A la lumière de ces résultats, les peptides HN pourraient constituer de nouveaux outils thérapeutiques dans le traitement ou la prévention des dommages cellulaires précoces liés à la présence des oligomères solubles du peptide Aß

Étude des mécanismes moléculaires impliqués dans la mort neuronale induite par le peptide de ß-amyloïde soluble : recherche et validation fonctionnelle de cibles cellulaires

Aging of population is correlated to the increase of neurodegenerative disease, more particularly Alzheimer disease. Defining early diagnostic markers and new therapeutic strategies are highly relevant. Among the molecular pathways which are currently developed, N-terminal-truncated forms of amyloid-ß (Aß) peptide have been recently suggested to play a pivotal role in the disease. Among them, Aß3(pE) 42 peptide is the dominant Aß species in amyloid plaques. We first investigated the effects of soluble oligomeric Aß3(pE) 42 after intracerebroventricular injection on mice learning capacities and the molecular mechanisms of in vitro neurotoxicity. Mice injected with soluble Aß3(pE) 42 displayed impaired spatial working memory and delayed memory acquisition. These cognitive alterations were associated with free radical overproduction in hippocampus and olfactory bulbs. In vitro, Aß3(pE) 42 oligomers induced a redox-sensitive neuronal apoptosis involving caspase activation and an arachidonic acid-dependent pathway. The second goal of this work was to investigate the protective effects of the apoptosis rescue endogenous peptide humanin (HN) and its S14G mutant (HNG). In vitro, we measured their inhibitory effect on neuronal death and apoptotic events resulting from soluble Ab oligomer treatment. What's of particular interest is the in vivo restoration of soluble Aß3(pE) 42 oligomer-induced mnesic impairment. Thus, HN peptides might serve as new drug candidates for treatment or prevention of early cellular damages linked to soluble Aß oligomersLe vieillissement des populations est corrélé à l'augmentation des pathologies neurodégénératives liées à l'âge, plus particulièrement la maladie d'Alzheimer. La recherche de marqueurs précoces de la maladie ainsi que l'élaboration de nouvelles stratégies thérapeutiques constituent un enjeu de taille. Parmi les mécanismes moléculaires de la formation des plaques amyloïdes actuellement explorés, les formes oligomériques tronquées de peptide amyloïde (Aß), notamment le peptide Aß3(pE) 42 retrouvé à des stades précoces de la maladie, joueraient un rôle déterminant. Ces travaux de thèse ont permis de montrer, dans un premier temps, que l'injection intracérébrale de ce peptide chez la souris entraîne des altérations de la mémoire de travail et des capacités d'apprentissage, associées à une accumulation d'espèces réactives dérivées de l'oxygène dans des régions cérébrales spécifiques (hippocampe et bulbes olfactifs) de ces animaux. Des essais menés in vitro sur des cultures primaires de neurones de souris montrent leur implication dans les voies apoptotiques impliquant l'activation des caspases et la cascade métabolique de l'acide arachidonique. La seconde étape de ces travaux a constitué en l'étude des effets protecteurs d'un peptide antiapoptotique d'origine endogène, l'humanine (HN) et son variant S14G (HNG). In vitro, un effet protecteur de ces peptides a été mesuré après traitement de neurones en culture par le peptide Aß3(pE) 42. Les résultats les plus marquants résident dans les observations faites in vivo : en effet, ces peptides inhibent l'effet délétère de l'injection intracérébroventriculaire du peptide Aß3(pE) 42 en restaurant les performances mnésiques des animaux dans les tests comportementaux. A la lumière de ces résultats, les peptides HN pourraient constituer de nouveaux outils thérapeutiques dans le traitement ou la prévention des dommages cellulaires précoces liés à la présence des oligomères solubles du peptide A

Molecular mechanisms involved in soluble ß amyloid peptide-induced cell death : characterization and functional validation of therapeutic targets

Le vieillissement des populations est corrélé à l’augmentation des pathologies neurodégénératives liées à l’âge, plus particulièrement la maladie d’Alzheimer. La recherche de marqueurs précoces de la maladie ainsi que l’élaboration de nouvelles stratégies thérapeutiques constituent un enjeu de taille. Parmi les mécanismes moléculaires de la formation des plaques amyloïdes actuellement explorés, les formes oligomériques tronquées de peptide amyloïde (Aß), notamment le peptide Aß3(?pE)??42? retrouvé à des stades précoces de la maladie, joueraient un rôle déterminant. Ces travaux de thèse ont permis de montrer, dans un premier temps, que l’injection intracérébrale de ce peptide chez la souris entraîne des altérations de la mémoire de travail et des capacités d’apprentissage, associées à une accumulation d’espèces réactives dérivées de l’oxygène dans des régions cérébrales spécifiques (hippocampe et bulbes olfactifs) de ces animaux. Des essais menés in vitro sur des cultures primaires de neurones de souris montrent leur implication dans les voies apoptotiques impliquant l’activation des caspases et la cascade métabolique de l’acide arachidonique. La seconde étape de ces travaux a constitué en l’étude des effets protecteurs d’un peptide antiapoptotique d’origine endogène, l’humanine (HN) et son variant S14G (HNG). In vitro, un effet protecteur de ces peptides a été mesuré après traitement de neurones en culture par le peptide A[bêta]3?(pE)42.??? Les résultats les plus marquants résident dans les observations faites in vivo : en effet, ces peptides inhibent l’effet délétère de l’injection intracérébroventriculaire du peptide Aß3?(pE??)42?? en restaurant les performances mnésiques des animaux dans les tests comportementaux. A la lumière de ces résultats, les peptides HN pourraient constituer de nouveaux outils thérapeutiques dans le traitement ou la prévention des dommages cellulaires précoces liés à la présence des oligomères solubles du peptide AßAging of population is correlated to the increase of neurodegenerative disease, more particularly Alzheimer disease. Defining early diagnostic markers and new therapeutic strategies are highly relevant. Among the molecular pathways which are currently developed, N-terminal-truncated forms of amyloid-ß (Aß) peptide have been recently suggested to play a pivotal role in the disease. Among them, Aß3(?pE)42 ?peptide is the dominant Aß species in amyloid plaques. We first investigated the effects of soluble oligomeric Aß3(pE) 42 after intracerebroventricular injection on mice learning capacities and the molecular mechanisms of in vitro neurotoxicity. Mice injected with soluble Aß3(pE) 42 displayed impaired spatial working memory and delayed memory acquisition. These cognitive alterations were associated with free radical overproduction in hippocampus and olfactory bulbs. In vitro, Aß3(pE) 42 oligomers induced a redox-sensitive neuronal apoptosis involving caspase activation and an arachidonic acid-dependent pathway. The second goal of this work was to investigate the protective effects of the apoptosis rescue endogenous peptide humanin (HN) and its S14G mutant (HNG). In vitro, we measured their inhibitory effect on neuronal death and apoptotic events resulting from soluble Ab oligomer treatment. What’s of particular interest is the in vivo restoration of soluble Aß3(pE) 42 oligomer-induced mnesic impairment. Thus, HN peptides might serve as new drug candidates for treatment or prevention of early cellular damages linked to soluble A[bêta] oligomer

Étude des mécanismes moléculaires impliqués dans la mort neuronale induite par le peptide de ß-amyloïde soluble (recherche et validation fonctionnelle de cibles cellulaires)

Le vieillissement des populations est corrélé à l augmentation des pathologies neurodégénératives liées à l âge, plus particulièrement la maladie d Alzheimer. La recherche de marqueurs précoces de la maladie ainsi que l élaboration de nouvelles stratégies thérapeutiques constituent un enjeu de taille. Parmi les mécanismes moléculaires de la formation des plaques amyloïdes actuellement explorés, les formes oligomériques tronquées de peptide amyloïde (Aß), notamment le peptide Aß3(?pE)??42? retrouvé à des stades précoces de la maladie, joueraient un rôle déterminant. Ces travaux de thèse ont permis de montrer, dans un premier temps, que l injection intracérébrale de ce peptide chez la souris entraîne des altérations de la mémoire de travail et des capacités d apprentissage, associées à une accumulation d espèces réactives dérivées de l oxygène dans des régions cérébrales spécifiques (hippocampe et bulbes olfactifs) de ces animaux. Des essais menés in vitro sur des cultures primaires de neurones de souris montrent leur implication dans les voies apoptotiques impliquant l activation des caspases et la cascade métabolique de l acide arachidonique. La seconde étape de ces travaux a constitué en l étude des effets protecteurs d un peptide antiapoptotique d origine endogène, l humanine (HN) et son variant S14G (HNG). In vitro, un effet protecteur de ces peptides a été mesuré après traitement de neurones en culture par le peptide A[bêta]3?(pE)42.??? Les résultats les plus marquants résident dans les observations faites in vivo : en effet, ces peptides inhibent l effet délétère de l injection intracérébroventriculaire du peptide Aß3?(pE??)42?? en restaurant les performances mnésiques des animaux dans les tests comportementaux. A la lumière de ces résultats, les peptides HN pourraient constituer de nouveaux outils thérapeutiques dans le traitement ou la prévention des dommages cellulaires précoces liés à la présence des oligomères solubles du peptide AßAging of population is correlated to the increase of neurodegenerative disease, more particularly Alzheimer disease. Defining early diagnostic markers and new therapeutic strategies are highly relevant. Among the molecular pathways which are currently developed, N-terminal-truncated forms of amyloid-ß (Aß) peptide have been recently suggested to play a pivotal role in the disease. Among them, Aß3(?pE)42 ?peptide is the dominant Aß species in amyloid plaques. We first investigated the effects of soluble oligomeric Aß3(pE) 42 after intracerebroventricular injection on mice learning capacities and the molecular mechanisms of in vitro neurotoxicity. Mice injected with soluble Aß3(pE) 42 displayed impaired spatial working memory and delayed memory acquisition. These cognitive alterations were associated with free radical overproduction in hippocampus and olfactory bulbs. In vitro, Aß3(pE) 42 oligomers induced a redox-sensitive neuronal apoptosis involving caspase activation and an arachidonic acid-dependent pathway. The second goal of this work was to investigate the protective effects of the apoptosis rescue endogenous peptide humanin (HN) and its S14G mutant (HNG). In vitro, we measured their inhibitory effect on neuronal death and apoptotic events resulting from soluble Ab oligomer treatment. What s of particular interest is the in vivo restoration of soluble Aß3(pE) 42 oligomer-induced mnesic impairment. Thus, HN peptides might serve as new drug candidates for treatment or prevention of early cellular damages linked to soluble A[bêta] oligomersNANCY-INPL-Bib. électronique (545479901) / SudocSudocFranceF

Acute amnestic encephalopathy in amyloid-beta oligomer-injected mice is due to their widespread diffusion in vivo

International audienceAmyloid-beta (A beta) oligomers are the suspected culprit as initiators of Alzheimer's disease (AD). However, their diffusion in the brain remains unknown. Here, we studied A beta oligomers' dissemination and evaluated their in vivo toxicity. Wild-type mice were injected with 50 pmol of synthetic A beta oligomers (of different size) in the hippocampus. Oligomers diffused largely in the brain as soon as 1 hour and up to 7 days after injection. A transient encephalopathy with memory impairment was induced by this unique injection. The immunoreactivity of the postsynaptic marker PSD95 was diffusely decreased. Similar results (both on memory and PSD95 immunoreactivity) were obtained with delipidated and high molecular weight oligomers (>50 kDa) but not with smaller assemblies. Tau hyperphosphorylation was observed in the oligomer-injected brains. Finally, fos immunostaining was increased in A beta-derived diffusible ligandseinjected mice, suggesting neuronal hyperactivity. Rapid and widespread diffusion of Ab oligomers was demonstrated in vivo and associated with decreased synaptic markers and memory deficits which gives new insight to the pathogenicity of A beta

Mechanisms Associated with Type 2 Diabetes as a Risk Factor for Alzheimer-Related Pathology

International audienceCurrent evidence suggests dementia and pathology in Alzheimer's Disease (AD) are both dependent and independent of amyloid processing and can be induced by multiple 'hits' on vital neuronal functions. Type 2 diabetes (T2D) poses the most important risk factor for developing AD after ageing and dysfunctional IR/PI3K/Akt signalling is a major contributor in both diseases. We developed a model of T2D, coupling subdiabetogenic doses of streptozotocin (STZ) with a human junk food (HJF) diet to more closely mimic the human condition. Over 35 weeks, this induced classic signs of T2D (hyperglycemia and insulin dysfunction) and a modest, but stable deficit in spatial recognition memory, with very little long-term modification of proteins in or associated with IR/PI3K/Akt signalling in CA1 of the hippocampus. Intracerebroventricular infusion of soluble amyloid beta 42 (Aβ42) to mimic the early preclinical rise in Aβ alone induced a more severe, but short-lasting deficits in memory and deregulation of proteins. Infusion of Aβ on the T2D phenotype exacerbated and prolonged the memory deficits over approximately 4 months, and induced more severe aberrant regulation of proteins associated with autophagy, inflammation and glucose uptake from the periphery. A mild form of environmental enrichment transiently rescued memory deficits and could reverse the regulation of some, but not all protein changes. Together, these data identify mechanisms by which T2D could create a modest dysfunctional neuronal milieu via multiple and parallel inputs that permits the development of pathological events identified in AD and memory deficits when Aβ levels are transiently effective in the brain

Inside Alzheimer brain with CLARITY: senile plaques, neurofibrillary tangles and axons in 3-D

International audienc

Acide docosahexaénoïque et maladie d’Alzheimer : des raisons d’espérer ?

Alzheimer’s disease is a major public health concern in all developped countries. Although the precise cause of Alzheimer’s disease is still unknown, soluble oligomers of the neurotoxic hydrophobic amyloid-β (Aβ) peptide are known to play a critical role. Aging is associated with a loss of docosahexaenoic acid (DHA) in brain tissues in which it is the main polyunsaturated fatty acid. Epidemiological studies on human populations suggested that diets enriched in ω3 fatty acids are associated with reduced risk of Alzheimer’s disease. Furthermore, patients affected by Alzheimer’s disease display lower levels of DHA in plasma and brain tissues as compared to control subjects of same age. Studies on animals showed that diets enriched with DHA limit the synaptic loss and cognitive defects induced by the Aβ peptide. Several mechanisms have been proposed for this protective effects. DHA can induce the expression of potentially protective genes. Conversion of DHA into neuroprotectins has been shown to be alternatively involved in the protection against the Aβ peptide. Eventually, results have been provided suggesting that particular membrane microdomains could be remodelled and subsequently be involved in the neuroprotective process induced by DHA

Inside Alzheimer brain with CLARITY: senile plaques, neurofibrillary tangles and axons in 3-D.

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