Wild-type sTREM2 blocks Aβ aggregation and neurotoxicity, but the Alzheimer's R47H mutant increases Aβ aggregation.

TREM2 is a pattern recognition receptor, expressed on microglia and myeloid cells, detecting lipids and Aβ and inducing an innate immune response. Missense mutations (e.g., R47H) of TREM2 increase risk of Alzheimer's disease (AD). The soluble ectodomain of wild-type TREM2 (sTREM2) has been shown to protect against AD in vivo, but the underlying mechanisms are unclear. We show that Aβ oligomers bind to cellular TREM2, inducing shedding of the sTREM2 domain. Wild-type sTREM2 bound to Aβ oligomers (measured by single-molecule imaging, dot blots, and Bio-Layer Interferometry) inhibited Aβ oligomerization and disaggregated preformed Aβ oligomers and protofibrils (measured by transmission electron microscopy, dot blots, and size-exclusion chromatography). Wild-type sTREM2 also inhibited Aβ fibrillization (measured by imaging and thioflavin T fluorescence) and blocked Aβ-induced neurotoxicity (measured by permeabilization of artificial membranes and by loss of neurons in primary neuronal-glial cocultures). In contrast, the R47H AD-risk variant of sTREM2 is less able to bind and disaggregate oligomeric Aβ but rather promotes Aβ protofibril formation and neurotoxicity. Thus, in addition to inducing an immune response, wild-type TREM2 may protect against amyloid pathology by the Aβ-induced release of sTREM2, which blocks Aβ aggregation and neurotoxicity. In contrast, R47H sTREM2 promotes Aβ aggregation into protofibril that may be toxic to neurons. These findings may explain how wild-type sTREM2 apparently protects against AD in vivo and why a single copy of the R47H variant gene is associated with increased AD risk.European Unio

TREM2 shedding by cleavage at the H157-S158 bond is accelerated for the Alzheimer’s disease-associated H157Y variant

We have characterised the proteolytic cleavage events responsible for the shedding of Triggering Receptor Expressed on Myeloid cells 2 (TREM2) from primary cultures of human macrophages, murine microglia and TREM2-expressing human embryonic kidney (HEK293) cells. In all cell types, a soluble 17 kDa N-terminal cleavage fragment was shed into the conditioned media in a constitutive process that is inhibited by G1254023X and metalloprotease inhibitors and siRNA targeting ADAM10. Inhibitors of serine proteases and matrix metalloproteinases 2/9, and ADAM17 siRNA did not block TREM2 shedding. Peptidomimetic protease inhibitors highlighted a possible cleavage site and mass spectrometry confirmed that shedding occurred predominantly at the H157-S158 peptide bond for both wild type and H157Y human TREM2 and for the wild type murine orthologue. Crucially, we also show that the Alzheimer diseaseassociated H157Y TREM2 variant was shed more rapidly than wild type from HEK293 cells, possibly by a novel, batimastat- and ADAM10-siRNA-independent, sheddase activity. These insights offer new therapeutic targets for modulating the innate immune response in Alzheimer’s and other neurological diseases.Funding from the Wellcome Trust and the Canadian Institutes of Health Research contributed to the support of this study

Etude de la production et de la dégradation du peptide amyloïde dans la maladie d'Alzheimer

Amyloïd beta peptide, one of the main components of Alzheimer's disease, is derived from the proteolytic processing of its precursor beta-APP (Beta Amyloïd Precursor Protein). This amyloïdogenic pathway involves two proteolytic activities: beta- and gamma-secretase. The gamma-secretase activity is carried by a macro-molecular complex composed of at least four proteins, Aph-1, Pen-2, Nicastrin and presenilin 1 or 2 (PS1 or PS2), in which PS are thought to bear the catalytic site. Those PS are subjected to endoproteolysis by a “presenilinase” activity generating a heterodimer, the active form of the presenilins in the gamma-secretase complex. Gamma-secretase is known to process many substrates but its true nature is still highly discussed.In the first part of my work, the setup of three new fluorimetric assays brought answers to a few questions: are different PS-dependent or PS-independent activities involved in the gamma-secretase activity? Are both gamma- and epsilon-secretases activities beard by only one enzyme? Does the same enzyme account for both Notch and APP epsilon cleavages?In a second part, I established the implication of aminopeptidase A (APA) in the amyloïd beta peptide N-terminal truncation. The use of specific APA inhibitors coupled to the design of an original gamma-secretase in vitro assay was the key finding in this study.Finally, the use of APA inhibitors available as in vivo active prodrugs will be the next step to further confirm those results and examine the effects of those drugs on the disease time-course in Alzheimer's disease mice models.Au cours de la voie de maturation amyloïdogène, la βAPP subit l'action séquentielle de deux activités enzymatiques appelées sécrétases : la β-sécrétase puis la γ-sécrétase qui conditionne la longueur des peptides Aβ en C-terminal. L'activité γ-sécrétase dépendante des présénilines est portée par un complexe multi protéique composé d'au moins quatre partenaires : Aph-1, Pen-2, la nicastrine et les présénilines (PS1 ou PS2). Ces présénilines subissent une coupure protéolytique par une « présénilinase » qui génère deux fragments qui s'apparient en hétérodimère, forme biologiquement active au sein du complexe. La γ-sécrétase au sens générique du terme est impliquée dans la protéolyse de nombreux substrats et sa nature reste très discutée.Dans une première partie de ma thèse, je me suis intéressé à la production du peptide amyloïde. Dans ce but, j'ai mis au point 3 dosages enzymatiques qui permettent de mesurer des activités de type γ- et ε-sécrétase hydrolysant la βAPP et ε-sécrétase clivant Notch. Ces dosages sont un outil permettant de répondre à plusieurs questions : l'activité g sécrétase est-elle portée par plusieurs enzymes, dépendantes ou indépendantes des présénilines ? Les activités g- et ε-sécrétase sont elles portées par une seule et même enzyme ? L'activité ε-sécrétase qui clive Notch est-elle identique à celle coupant la βAPP ?Les premiers résultats obtenus avec le substrat dérivé du site γ-sécrétase sur la βAPP (JMV2660) ont permis la mise en évidence d'une activité γ-sécrétase dans un système cellulaire dépourvu de présénilines, activité qui, paradoxalement, conserve une sensibilité à un inhibiteur classique de γ-sécrétase qui interagit physiquement avec les présénilines. La mise au point des deux autres dosages a conduit à la mise en évidence de l'implication de plusieurs activités enzymatiques regroupées sous le terme générique γ-sécrétase. Au final, ces dosages, fiables et reproductibles, permettront de tester en routine et à haut débit des inhibiteurs capables de discriminer les différentes activités de type γ-sécrétase et ε-sécrétase.Un autre aspect de mon travail de thèse a concerné la dégradation du peptide amyloïde et plus particulièrement les modifications qui se produisent au niveau de son extrémité N-terminale. Dans le cadre de cette étude, j'ai pu démontrer l'implication de l'aminopeptidase A dans la dégradation de l'extrémité N-terminale du peptide amyloïde grâce à une approche utilisant des inhibiteurs spécifiques et à la mise au point un essai enzymatique de l'activité gamma-sécrétase basé sur l'hydrolyse d'un substrat recombinant in vitro.Nous disposons au laboratoire d'un inhibiteur d'aminopeptidase A sous forme de pro-drogue active in vivo, ainsi, nous pourrons confirmer ces résultats sur des modèles de souris transgéniques « alzheimerisées » mais également déterminer l'impact d'un traitement ciblant l'aminopeptidase A sur le développement de la pathologie

Étude de la production et de la dégradation du peptide amyloïde dans la maladie d'Alzheimer

La maturation amyloïdogène de la béta-APP fait intervenir séquentiellement deux activités enzymatiques appelées sécrétase : la béta- puis la gamma-sécrétase. La gamma-sécrétase dépendante des présénilines est un complexe multi protéique composé d au moins quatre partenaires : Aph-1, Pen-2, la nicastrine et les présénilines 1 ou 2. Ces présénilines sont clivées par une présénilinase qui génère deux fragments qui appariés en hétérodimère sont la forme active au sein du complexe. La gamma-sécrétase est impliquée dans la protéolyse de nombreux substrats mais sa nature reste très discutée. Une première partie de cette thèse porte sur la production du peptide amyloïde. Trois nouveaux dosages enzymatiques ont permis de répondre à plusieurs questions : l activité gamma-sécrétase est-elle portée par plusieurs enzymes, dépendantes ou indépendantes des présénilines ? Les activités gamma- et epsilon-sécrétases sont-elles portées par une seule enzyme ? L activité epsilon-sécrétase qui clive Notch est-elle identique à celle coupant la béta-APP ? Un deuxième aspect concerne la dégradation du peptide amyloïde et en particulier les modifications de son extrémité N-terminale. Dans lecadre de cette étude, j ai pu démontrer l implication de l aminopeptidase A (APP) dans la dégradation de l extrémité N-terminale du peptide amyloïde grâce à des inhibiteurs spécifiques et un essai gamma-sécrétase in vitro. Nous disposons d un inhibiteur d APA sous forme de pro-drogue active in vivo. Aussi, grâce à des souris transgéniques alzheimerisées nous pourrons confirmer ces résultats et déterminer l impact d un traitement ciblant l APA sur le développement de la pathologie.NICE-BU Sciences (060882101) / SudocSudocFranceF

Pharmacological evidences for DFK167-sensitive presenilin-independent gamma-secretase-like activity.

International audienceAmyloid-beta (Abeta) peptides production is thought to be a key event in the neurodegenerative process ultimately leading to Alzheimer's disease (AD) pathology. A bulk of studies concur to propose that the C-terminal moiety of Abeta is released from its precursor beta-amyloid precursor protein by a high molecular weight enzymatic complex referred to as gamma-secretase, that is composed of at least, nicastrin (NCT), Aph-1, Pen-2, and presenilins (PS) 1 or 2. They are thought to harbor the gamma-secretase catalytic activity. However, several lines of evidence suggest that additional gamma-secretase-like activities could potentially contribute to Abeta production. By means of a quenched fluorimetric substrate (JMV2660) mimicking the beta-amyloid precursor protein sequence targeted by gamma-secretase, we first show that as expected, this probe allows monitoring of an activity detectable in several cell systems including the neuronal cell line telencephalon specific murine neurons (TSM1). This activity is reduced by DFK167, N-[N-(3,5-difluorophenacetyl)-L-alanyl]-S-phenylglycine t-butyl ester (DAPT), and LY68458, three inhibitors known to functionally interact with PS. Interestingly, JMV2660 but not the unrelated peptide JMV2692, inhibits Abeta production in an in vitrogamma-secretase assay as expected from a putative substrate competitor. This activity is enhanced by PS1 and PS2 mutations known to be responsible for familial forms of AD and reduced by aspartyl mutations inactivating PS or in cells devoid of PS or NCT. However, we clearly establish that residual JMV2660-hydrolysing activity could be recovered in PS- and NCT-deficient fibroblasts and that this activity remained inhibited by DFK167. Overall, our study describes the presence of a proteolytic activity displaying gamma-secretase-like properties but independent of PS and still blocked by DFK167, suggesting that the PS-dependent complex could not be the unique gamma-secretase activity responsible for Abeta production and delineates PS-independent gamma-secretase activity as a potential additional therapeutic target to fight AD pathology

A ZIP6-ZIP10 heteromer controls NCAM1 phosphorylation and integration into focal adhesion complexes during epithelial-to-mesenchymal transition

Resumen: el incesante crecimiento de la población de Uribe-Kosta (Bizkaia) hizo necesaria la construcción de un hospital que pudiese ser tomado como el hospital de referencia de dicha comarca. Dicho hospital se ha construido en la localidad de Urduliz, y si bien es cierto que las instalaciones sanitarias son las necesarias para cumplir el cometido, la infraestructura viaria de acceso al edificio es insuficiente.El proyecto da solución al problema planteado mediante la construcción de una carretera de acceso que sirve además como circunvalación de Sopela, municipio limítrofe de Urduliz.La carretera proyectada es una carretera convencional de dos carriles con doble sentido de circulación y calzada única.El proyecto comprende la construcción de un nuevo tramo de carretera y la adecuación del trazado de una vía ya existente. Además, las dos intersecciones viarias generadas por la construcción del nuevo tramo de carretera se solucionan mediante intersecciones tipo glorieta.Abstract: the unstoppable growth of the population of Uribe-Kosta (Bizkaia) spotlighted the need of a new hospital meant to be the reference of the region. The new hospital has been built in Urduliz, and although its facilities are more than enough, the access roads to it are not.The project figure out a solution to the latter by the construction of a road that will also be used as an orbital road around Sopela, a village near Urduliz. The designed road is a single two-lane two-way road. The complete project includes the construction of a new piece of road and the improvement of an existing road. Besides, the two intersections created by the construction of the new piece of road are solved by building up two roundabouts.Laburpena: Uribe-Kosta-ko (Bizkaia) etengabeko biztanleriaren hazkundeak, ospitale baten eraikuntza beharrezkoa izatea eragin zuen, eskualde horretako erreferentzia ospitalea izateko. Aipatutako ospitale hau Urduliz-eko herrian eraiki da, eta osasun-instalazioak haien eginkizuna bete arren, eraikinera sartzeko bide-azpiegitura urria da. Proiektuak planteatutako arazoari irtenbidea ematen dio sarbide errepide baten eraikuntzaren bidez era berean balioko duena Sopela inguratzeko, Urduliz-en udalerri mugakidea. Proiektatutako errepideak bi errei eta bi noranzko galtzada bakarra duen errepide konbentzionala da. Proiektuak errepide atal berri baten eraikuntza eta bide izatedun baten egokitzapena barne hartzen ditu. Gainera, errepidearen atal berriagatik sortutako bi bide-elkarguneak biribilgune baten bidez konpontzen dira