Proteasome stress leads to APP axonal transport defects by promoting its amyloidogenic processing in lysosomes

Alzheimer disease (AD) pathology includes the accumulation of poly-ubiquitylated (also known as poly-ubiquitinated) proteins and failures in proteasome-dependent degradation. Whereas the distribution of proteasomes and its role in synaptic function have been studied, whether proteasome activity regulates the axonal transport and metabolism of the amyloid precursor protein (APP), remains elusive. By using live imaging in primary hippocampal neurons, we showed that proteasome inhibition rapidly and severely impairs the axonal transport of APP. Fluorescence cross-correlation analyses and membrane internalization blockage experiments showed that plasma membrane APP does not contribute to transport defects. Moreover, by western blotting and double-color APP imaging, we demonstrated that proteasome inhibition precludes APP axonal transport by enhancing its endo-lysosomal delivery, where β-cleavage is induced. Taken together, we found that proteasomes control the distal transport of APP and can re-distribute Golgi-derived vesicles to the endo-lysosomal pathway. This crosstalk between proteasomes and lysosomes regulates the intracellular APP dynamics, and defects in proteasome activity can be considered a contributing factor that leads to abnormal APP metabolism in AD.This article has an associated First Person interview with the first author of the paper.Fil: Otero, Maria Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Fernández Bessone, Iván. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Hallberg, Alan Earle. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Cromberg, Lucas Eneas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: de Rossi, María Cecilia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Saez, Trinidad María de Los Milagros. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Levi, Valeria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Almenar Queralt, Angels. University of California at San Diego; Estados UnidosFil: Falzone, Tomas Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentin

αSynuclein control of mitochondrial homeostasis in human-derived neurons is disrupted by mutations associated with Parkinson’s disease

The etiology of Parkinson’s disease (PD) converges on a common pathogenic pathway of mitochondrial defects in which α-Synuclein (αSyn) is thought to play a role. However, the mechanisms by which αSyn and its disease-associated allelic variants cause mitochondrial dysfunction remain unknown. Here, we analyzed mitochondrial axonal transport and morphology in human-derived neurons overexpressing wild-type (WT) αSyn or the mutated variants A30P or A53T, which are known to have differential lipid affinities. A53T αSyn was enriched in mitochondrial fractions, inducing significant mitochondrial transport defects and fragmentation, while milder defects were elicited by WT and A30P. We found that αSyn-mediated mitochondrial fragmentation was linked to expression levels in WT and A53T variants. Targeted delivery of WT and A53T αSyn to the outer mitochondrial membrane further increased fragmentation, whereas A30P did not. Genomic editing to disrupt the N-terminal domain of αSyn, which is important for membrane association, resulted in mitochondrial elongation without changes in fusion-fission protein levels, suggesting that αSyn plays a direct physiological role in mitochondrial size maintenance. Thus, we demonstrate that the association of αSyn with the mitochondria, which is modulated by protein mutation and dosage, influences mitochondrial transport and morphology, highlighting its relevance in a common pathway impaired in PD.Fil: Pozo Devoto, Victorio Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia ; ArgentinaFil: Dimopoulos, Nicolás. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Alloatti, Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia ; ArgentinaFil: Pardi, María Belén. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Saez, Trinidad María de Los Milagros. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia ; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Otero, Maria Gabriela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia ; ArgentinaFil: Cromberg, Lucas Eneas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia ; ArgentinaFil: Marin Burgin, Antonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Scassa, Maria Elida. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Stokin, Gorazd B.. Anne’s University Hospital; República ChecaFil: Schinder, Alejandro Fabián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Sevlever, Gustavo. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Falzone, Tomas Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia ; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentin

Kinesin-1-mediated axonal transport of CB1 receptors is required for cannabinoid-dependent axonal growth and guidance

Endocannabinoids (eCB) modulate growth cone dynamics and axonal pathfinding through the stimulation of cannabinoid type-1 receptors (CB1R), the function of which depends on their delivery and precise presentation at the growth cone surface. However, the mechanism involved in the axonal transport of CB1R and its transport role in eCB signaling remains elusive. As mutations in the kinesin-1 molecular motor have been identified in patients with abnormal cortical development and impaired white matter integrity, we studied the defects in axonal pathfinding and fasciculation in mice lacking the kinesin light chain 1 (Klc1^-/-^) subunit of kinesin-1. Reduced levels of CB1R were found in corticofugal projections and axonal growth cones in Klc1^-/-^ mice. By live-cell imaging of CB1R-eGFP we characterized the axonal transport of CB1R vesicles and described the defects in transport that arise after KLC1 deletion. Cofilin activation, which is necessary for actin dynamics during growth cone remodeling, is impaired in the Klc1^-/-^ cerebral cortex. In addition, Klc1^-/-^ neurons showed expanded growth cones that were unresponsive to CB1R-induced axonal elongation. Together, our data reveal the relevance of kinesin-1 in CB1R axonal transport and in eCB signaling during brain wiring.Fil: Saez, Trinidad María de Los Milagros. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Fernandez Bessone, Iván. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Rodriguez, María S.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Alloatti, Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Otero, María G.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Cromberg, Lucas Eneas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Pozo Devoto, Victorio Martin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Oubiña, Gonzalo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Sosa, Lucas Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Buffone, Mariano Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Gelman, Diego Matias. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; ArgentinaFil: Falzone, Tomas Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Biología y Medicina Experimental. Fundación de Instituto de Biología y Medicina Experimental. Instituto de Biología y Medicina Experimental; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; Argentin

Prenatal exposure to the CB1 and CB2 cannabinoid receptor agonist WIN 55,212-2 alters migration of early-born glutamatergic neurons and GABAergic interneurons in the rat cerebral cortex

The endocannabinoid system, composed of cannabinoid receptors, endocannabinoids, and synthesis and degradation enzymes, is present since early stages of brain development. During this period, the endocannabinoid system is involved in the regulation of neural progenitor proliferation and specification as well as the migration and differentiation of pyramidal neurons and interneurons. Marijuana consumption during pregnancy represents a serious risk in relation to the fetal brain development since Δ9-tetrahidrocannabinol, the main active compound of cannabis, can reach the fetus through placenta and hemato-encephalic barrier. Cohort studies performed on children and adolescents of mothers who consumed marijuana during pregnancy reported cognitive and comportamental abnormalities. In the present study, we examined the expression of the cannabinoid receptor CB1R during corticogenesis in radially and tangentially migrating post-mitotic neurons. We found that prenatal exposure to WIN impaired tangential and radial migration of post-mitotic neurons in the dorsal pallium. In addition, we described alterations of two transcription factors associated with proliferating and newly post-mitotic glutamatergic cells in the dorsal pallium, Tbr1 and Tbr2, and disruption in the number of Cajal–Retzius cells. The present results contribute to the knowledge of neurobiological substrates that determine neuro-comportamental changes that will persist through post-natal life.Fil: Saez, Trinidad María de Los Milagros. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia ; ArgentinaFil: Aronne, María Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia ; ArgentinaFil: Caltana, Laura Romina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia ; ArgentinaFil: Brusco, Herminia Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia ; Argentin

Cannabinoid receptor type 1 agonist ACEA improves motor recovery and protects neurons in ischemic stroke in mice

Brain ischemia produces neuronal cell death and the recruitment of pro-inflammatory cells. In turn, the search for neuroprotection against this type of insult has rendered results involving a beneficial role of endocannabinoid receptor agonists in the Central Nervous System. In this work, to further elucidate the mechanisms associated to this neuroprotective effect, focal brain ischemia was generated by middle cerebral artery occlusion (MCAo) in C57Bl/6 mice. Three, 24 and 48 h after MCAo, animals received CB1R agonist ACEA (1 mg/kg), CB1R antagonist AM251 (1 mg/kg) or vehicle. To assess motor activity, neural deficit scores and motor tests were performed 1 day before and 3, 7, 14, 21, and 28 days after MCAo. At 7 and 28 days post lesion, cytoskeleton structure, astroglial and microglial reaction, and alterations in synapsis were studied in the cerebral cortex. ACEA treatment reduced astrocytic reaction, neuronal death, and dendritic loss. In contrast, AM251 treatment increased these parameters. Motor tests showed a progressive deterioration in motor activity in ischemic animals, which only ACEA treatment was able to counteract. Our results suggest that CB1R may be involved in neuronal survival and in the regulation of neuroprotection during focal cerebral ischemia in mice.Fil: Caltana, Laura Romina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Saez, Trinidad María de Los Milagros. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Aronne, María Paula. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Brusco, Herminia Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; Argentin

Inmunocytochemical expression of dopamine-related transcription factors Pitx3 and Nurr1 in prenatally stressed adult rats

Rats exposed to different types of stress during the last week of pregnancy produce offspring that show severe anomalies in neural development and brain morphology. We have previously reported that prenatal stress (PS) induced by immobilization increases D2-type dopamine (DA) receptor levels in the adult offspring, with a concomitant reduction in DA release in prefrontal cortex after amphetamine stimulation. It has recently been identified two transcription factors, Nurr1 and Pitx3, which are expressed at critical moments of DA neurons differentiation. Their genetic expression is activated immediately after these neurons determination and maintained through adult life. Nurr1 regulates several proteins that are required for dopamine synthesis and regulation, and Pitx3 is specifically involved in the terminal differentiation and maintenance of dopamine neurons. Employing an inmunocytochemistry approach, we studied the expression of Nurr1 and found a ubiquitous distribution in cerebral cortex, hippocampus, thalamus, amygdala and midbrain whereas Pitx3 remains restricted to the mesencephalic DA neurons such as substantia nigra (SN) and ventral tegmental area (VTA). Our results show that the expression of both Nurr1 and Pitx3 increased in prenatally stressed adult offspring in the VTA area, whereas no changes were observed in SN areas. It might be hypothesized that the increase of the specific dopaminergic transcription factors might be a compensatory mechanism to counteract the reduction in dopamine levels previously observed as a consequence of prenatal stress.Fil: Katunar, Maria Rosa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ingeniería. Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales; ArgentinaFil: Saez, Trinidad María de Los Milagros. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia ; ArgentinaFil: Brusco, Herminia Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia ; ArgentinaFil: Antonelli, Marta Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia ; Argentin

Ontogenetic expression of dopamine-related transcription factors and tyrosine hydroxylase in prenatally stressed rats

The development of the central nervous system can be permanently affected by insults received during the perinatal period, predisposing the organism to long-term behavioral and neurochemical abnormalities. Rats exposed to different types of stress during the last week of gestation produce offspring that show several alterations, many of which have been attributed to changes in dopamine (DA) neurotransmission that could serve as the neurochemical basis for the development of neuropsychiatric disorders. Employing an immunocytochemical approach, we studied the expression levels of two transcription factors Nurr1 and Pitx3 which are expressed at critical moments of DA neurons differentiation as well as the expression of the rate limiting enzyme in DA synthesis, tyrosine hydroxylase (TH) in mesencephalic areas of the brains of prenatally stressed (PS) offspring at different postnatal ages. Main results show that stress exerted to the gestant mother produces permanent effect in the ontogenetic expression of key factors related to the DA metabolism mainly in the ventral tegmental area (VTA) of the mesencephalon. The immunocytochemical expression of the transcription factor Nurr1 shows an increase at postnatal days (PNDs) 7, 28, and 60 whereas Pitx3 shows a decrease at PND 28 and an increase at 60 PND. The rate limiting step in DA synthesis, the enzyme TH shows a decrease at PND 7 to reach control levels at PNDs 28 and 60. The increase of TFs might be up-regulating TH in order to restore DA levels that were previously seen to be normal before puberty. The area selectivity of the increase of the TFs toward VTA and the mesolimbic pathway indicates that an insult received during the prenatal period will exert mainly motivational, emotional, and reward behavior impairments in the adult life.Fil: Katunar, Maria Rosa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Saez, Trinidad María de Los Milagros. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Brusco, Herminia Alicia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Antonelli, Marta Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentin

Cardiac mitochondrial biogenesis in endotoxemia is not accompanied by mitochondrial function recovery

Mitochondrial biogenesis emerges as a compensatory mechanism involved in the recovery process in endotoxemia and sepsis. The aim of this work was to analyze the time course of the cardiac mitochondrial biogenesis process occurring during endotoxemia, with emphasis on the quantitative analysis of mitochondrial function. Female Sprague-Dawley rats (45 days old) were ip injected with LPS (10 mg/kg). Measurements were performed at 0?24 h after LPS administration. PGC-1 α and mtTFA expression for biogenesis and p62 and LC3 expression for autophagy were analyzed by Western blot; mitochondrial DNA levels by qPCR, and mitochondrial morphology by transmission electron microscopy. Mitochondrial function was evaluated as oxygen consumption and respiratory chain complex activity. PGC-1 α and mtTFA expression significantly increased in every time point analyzed, and mitochondrial mass was increased by 20% (P 0.05) at 24 h. p62 expression was significantly decreased in a time-dependent manner. LC3-II expression was significantly increased at all time points analyzed. Ultrastructurally, mitochondria displayed several abnormalities (internal vesicles, cristae disruption, and swelling) at 6 and 18 h. Structures compatible with fusion/fission processes were observed at 24 h. A significant decrease in state 3 respiration was observed in every time point analyzed (LPS 6 h: 20%, P 0.05). Mitochondrial complex I activity was found decreased by 30% in LPS-treated animals at 6 and 24 h. Complex II and complex IV showed decreased activity only at 24 h. The present results show that partial restoration of cardiac mitochondrial architecture is not accompanied by improvement of mitochondrial function in acute endotoxemia. The key implication of our study is that cardiac failure due to bioenergetic dysfunction will be overcome by therapeutic interventions aimed to restore cardiac mitochondrial function.Fil: Vanasco, Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Saez, Trinidad María de Los Milagros. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia ; ArgentinaFil: Magnani, Natalia Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Pereyra, Leonardo Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Marchini, Timoteo Oscar. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Corach, Alejandra. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Servicio de Huellas Digitales Genéticas; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Vaccaro, Maria Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Corach, Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Servicio de Huellas Digitales Genéticas; ArgentinaFil: Evelson, Pablo Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; ArgentinaFil: Alvarez, Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Bioquímica y Medicina Molecular; Argentin

DYRK1A Regulates the Bidirectional Axonal Transport of APP in Human-Derived Neurons

Dyrk1a triplication in Down’s syndrome and its overexpression in Alzheimer’s disease suggest a role for increased DYRK1A activity in the abnormal metabolism of APP. Transport defects are early phenotypes in the progression of Alzheimer’s disease, which lead to APP processing impairments. However, whether DYRK1A regulates the intracellular transport and delivery of APP in human neurons remains unknown. From a proteomic dataset of human cerebral organoids treated with harmine, a DYRK1A inhibitor, we found expression changes in protein clusters associated with the control of microtubule-based transport and in close interaction with the APP vesicle. Live imaging of APP axonal transport in human-derived neurons treated with harmine or overexpressing a dominant negative DYRK1A revealed a reduction in APP vesicle density and enhanced the stochastic behavior of retrograde vesicle transport. Moreover, harmine increased the fraction of slow segmental velocities and changed speed transitions supporting a DYRK1A-mediated effect in the exchange of active motor configuration. Contrarily, the overexpression of DYRK1A in human polarized neurons increased the axonal density of APP vesicles and enhanced the processivity of retrograde APP. In addition, increased DYRK1A activity induced faster retrograde segmental velocities together with significant changes in slow to fast anterograde and retrograde speed transitions, suggesting the facilitation of the active motor configuration. Our results highlight DYRK1A as a modulator of the axonal transport machinery driving APP intracellular distribution in neurons, and stress DYRK1A inhibition as a putative therapeutic intervention to restore APP axonal transport in Down’s syndrome and Alzheimer’s disease.Fil: Fernández Bessone, Iván. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Navarro, Jordi. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Martinez, Emanuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Karmirian, Karina. Universidade Federal do Rio de Janeiro; BrasilFil: Holubiec, Mariana Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Alloatti, Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Goto Silva, Livia. D'Or Institute for Research and Education; BrasilFil: Arnaiz Yépez, Cayetana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Martins De Souza, Daniel. Universidade Estadual de Campinas; Brasil. Conselho Nacional de Desenvolvimiento Científico e Tecnológico; BrasilFil: Nascimento, Juliana Minardi. Universidade Estadual de Campinas; BrasilFil: Bruno, Luciana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Cálculo; ArgentinaFil: Saez, Trinidad María de Los Milagros. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Rehen, Stevens K.. Universidade Federal do Rio de Janeiro; BrasilFil: Falzone, Tomas Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; Argentin