Caractérisation du site de liaison du cholestérol sur l'APP : un modulateur de la sécrétion de peptides amyloïdes

Abstract

Alzheimer’s disease (AD) is characterized by progressive loss of memory. The amount of cholesterol is higher in the brains of patients with AD. In addition, the existence of a cholesterol binding site (CBS) on APP sequence was demonstrated by nuclear magnetic resonance. Mutations in the CBS of APP completely abolish the interaction between peptides and liposomes loaded with cholesterol. All CBS mutants produce much less Aβ40 and Aβ42 when expressed in HEK293T cells without altering the other APP cleavage products. We identified two mutations: juxtamembrane mutations that increase the secretion of short fragments of Aβ and transmembrane mutations, including the Italian family mutation, which decrease the secretion of short Aβ peptides. These results suggest a shift in the cleavage of mutants by γ-secretase and / or a modification of its processivity leading to the formation of short peptides. Thus, the CBS is a key actor in the secretion of amyloid peptides. At the same time, we have shown that primary cultures of ApoE4-expressing neurons secrete amyloid peptides Aβ38, 40 and 42 in greater quantities compared to neurons expressing ApoE3. ApoE4 neurons express more strongly the tau and phospho-tau proteins, but more weakly the ApoE "full lenght" protein compared to the ApoE3 neurons. The CBS and the ApoE4 genotype therefore contribute to the increase of the amyloid peptides secretion. It would be interesting to know the cellular mechanisms involving the CBS of APP, cholesterol and its carrier ApoE.La maladie d’Alzheimer (MA) se caractérise par une perte mnésique progressive. La quantité de cholestérol est plus élevée dans les cerveaux de patients atteints de la MA. De plus, l’existence d’un site de liaison entre le cholestérol (SLC) et l’Amyloid Precursor Protein (APP) a été démontrée par résonance magnétique nucléaire. Les mutations effectuées dans le SLC de l’APP abolissent totalement l’interaction entre les peptides et des liposomes chargés en cholestérol. Tous les mutants du SLC produisent beaucoup moins d’Aβ40 et Aβ42 sans modifier les produits de clivage de l’APP. Nous avons mis en évidence deux catégories de mutations : les mutations juxtamembranaires qui augmentent la sécrétion de fragments courts d’Aβ et les mutations transmembranaires, incluant la mutation familiale italienne, qui diminuent la sécrétion de peptides courts d’Aβ. Ces résultats suggèrent un décalage du clivage des mutants par la γ-sécrétase et/ou une modification de sa processivité conduisant à la formation de peptides de courtes tailles. Parallèlement, nous avons montré que des cultures primaires de neurones exprimant l’ApoE4 sécrètent en plus grande quantité les peptides amyloïdes Aβ38, 40 et 42 comparé à des neurones exprimant l’ApoE3. Les neurones ApoE4 expriment plus fortement les protéines tau et phospho-tau, mais plus faiblement l’ApoE « full lenght » par rapport aux neurones ApoE3. Le SLC et le génotype ApoE4 contribuent donc à l’augmentation de la sécrétion de peptides amyloïdes. Il serait intéressant de connaître les mécanismes cellulaires impliquant le SLC de l’APP, le cholestérol et son transporteur l’ApoE