Proteine implicate în scleroza laterală amiotrofică și demență influențează mecanismele de corectare a erorilor din ADN

Un studiu realizat la Houston Methodist Research Institute și publicat în Nucleic Acids Research în septembrie 2025 a analizat relația dintre proteina TDP43 și expresia genelor implicate în repararea erorilor de potrivire a ADN-ului (MMR) în culturi celulare, modele animale și țesut neuronal uman. Cercetarea arată că TDP43 are un rol esențial în menținerea echilibrului expresiei acestor gene, cu implicații importante atât pentru neurodegenerare, cât și pentru cancer.
Proteina TDP43, un regulator nuclear al expresiei genice, are roluri complexe în procesarea ARN-ului, stabilitatea transcrierilor și controlul transportului acestora. Dereglarea funcției TDP43 este un element central în patogeneza sclerozei laterale amiotrofice și a altor boli neurodegenerative. În paralel, sistemul de reparare a nepotrivirilor ADN (MMR) reprezintă un mecanism critic ce menține fidelitatea replicării genomice, iar dezechilibrele sale sunt asociate cu tumori, rezistență la chimioterapie și procese mutagene în țesuturile nervoase. Interacțiunea dintre TDP43 și MMR nu fusese însă clar caracterizată, deși ambele sisteme sunt implicate în menținerea stabilității genomice și în declanșarea răspunsului la deteriorarea ADN-ului.

Despre studiu

Structura experimentală

Studiul a utilizat o abordare integrată care a combinat:

culturi celulare umane HEK293, SH-SY5Y și celule stem pluripotente induse, diferențiate în neuroni;
modele animale murine care exprimă TDP43 mutant sau supraprodus;
analiza țesuturilor cerebrale post-mortem de la pacienți cu ALS-Parkinsonian din Guam;
analize transcriptomice extinse bazate pe baza de date TCGA.

Analize moleculare

Autorii au evaluat în mod detaliat:

expresia genelor MMR (MLH1, MSH2, MSH3, MSH6, PMS1, PMS2) după reducerea sau supraproducția TDP43;
modificările procesării ARN-ului pre-mesager la nivelul situsurilor exon-intron;
stabilitatea transcrierilor MMR în condiții de inhibare a sintezei ARN;
efectele funcționale asupra markerilor de deteriorare a ADN-ului și asupra supraviețuirii celulare în condiții de stres genotoxic;
corelațiile dintre expresia genei TARDBP (care codifică TDP43), nivelurile MMR și prognosticul pacienților în multiple tipuri de cancer.

Date statistice și tehnici utilizate

Analizele cantitative au inclus:

RT2-PCR matrice pentru 84 de gene din răspunsul la deteriorarea ADN-ului;
qRT-PCR în triplicat pentru validare;
Western bloturi normalizate la GAPDH sau colorarea proteinelor totale;
teste de viabilitate celulară MTT;
comet assay pentru cuantificarea rupturilor de ADN;
măsurarea timpului de înjumătățire al transcrierilor folosind modele de decădere de ordinul I;
regresii liniare pentru evaluarea coexpresiei în 33 de tipuri de tumori;
analiza încărcăturii mutaționale prin baza de date COSMIC;
Gene Set Enrichment Analysis pentru clasificarea funcțională a genelor coexprimate.

Rezultate

1. TDP43 controlează expresia genelor MMR

Reducerea TDP43 cu aproximativ 50% în celulele HEK293 a determinat o scădere cu peste 2 ori a expresiei MLH1, MSH3, MSH6 și PMS2. Aceste rezultate au fost validate prin qRT-PCR și Western blot, confirmând atât scăderea transcrierilor, cât și a proteinelor. În schimb, supraproducția TDP43 în neuroni diferențiați SH-SY5Y a crescut nivelurile proteinelor MMR peste valorile bazale.

2. Reglarea MMR este conservată în celule neuronale

În celulele stem neuronale și în neuronii derivați din iPSC, scăderea TDP43 a redus nivelurile MLH1, MSH3, MSH6 și PMS2. Pe măsură ce celulele se diferențiau spre stadiul neuronal, expresia MMR scădea natural, ceea ce sugerează un echilibru fin necesar în celulele mature. TDP43 perturbat influența acest echilibru în ambele direcții.

3. TDP43 reglează procesarea ARN-ului MMR

Analiza situsurilor de legare TDP43 pe transcrierile MLH1 și MSH6 a arătat multiple regiuni UG-rich, compatibile cu legarea directă. Reducerea TDP43 a dus la:

creșterea variantelor neprocesate (cu introni reținuți);
scăderea transcrierilor complet splicate cu peste 50%;
apariția de produse alternative identificate prin minigene assay.

Aceste rezultate indică faptul că TDP43 este necesar pentru splicing corect al transcrierilor MMR.

4. TDP43 crește stabilitatea transcrierilor MMR

În prezența inhibitorului de ARN polimerază II α-amanitin:

timpul de înjumătățire al MLH1 a scăzut cu 38%;
timpul de înjumătățire al MSH6 a scăzut cu 56%.

În absența TDP43, transcrierile MMR se degradează deci accelerat.

5. Modelele animale ALS–TDP43 prezintă dereglări MMR

În două modele murine distincte:

expresia MSH2, MSH3 și MSH6 a fost crescută în cortex;
supraproducția TDP43 a indus creșteri suplimentare ale MLH1;
s-au observat diferențe dependente de sex în expresia MMR în anumite contexte.

În țesuturile cerebrale post-mortem de la pacienți cu ALS din Guam, proteinele MLH1, MSH3 și MSH6 erau crescute în fracția insolubilă, sugerând acumulare patologică.

6. MMR contribuie la deteriorarea ADN-ului indusă de TDP43

În modele neuronale cu TDP43 deplasat gresit:

ruperile ADN erau crescute (comet assay);
markerii γH2AX și ATM erau activați persistent;
blocarea MSH2 reducea semnificativ deteriorarea ADN și răspunsul DDR.

Astfel, supraactivitatea MMR în celule postmitotice poate deveni maladaptativă.

7. Corelații puternice între TDP43 și MMR în cancer

Analiza TCGA a arătat că:

TARDBP este supraexprimat în 60% dintre tipurile de cancer studiate;
MSH6 este coexpresat cu TDP43 în 20 tipuri de tumori;
MSH2 este coexpresat în 15 tipuri;
pacienții cu nivel crescut TDP43 au prognostic mai prost în sarcom, carcinom hepatic, carcinom adrenal și gliom de grad scăzut;
tumorile cu expresie crescută TDP43, MSH2 și MSH6 prezintă încărcătură mutațională semnificativ mai ridicată (ex. cancerul mamar, pulmonar, vezical).

Setul de gene coexprimate cu TDP43 era puternic îmbogățit în procese legate de repararea ADN-ului, replicare, mitoză și SUMOilare.

Data actualizare: 03-12-2025 | creare: 03-12-2025 | Vizite: 75

Bibliografie

Provasek, V. E., et al. (2025). RNA/DNA-binding protein TDP43 regulates DNA mismatch repair genes with implications for genome stability. Nucleic Acids Research. DOI: 10.1093/nar/gkaf920. https://academic.oup.com/nar/article/53/18/gkaf920/8262242

Copyright ROmedic: Articolul se află sub protecția drepturilor de autor. Reproducerea, chiar și parțială, este interzisă!

Alte articole din aceeași secțiune:

Secvențierea completă a genomului dezvăluie câtă ereditabilitate umană poate fi explicată în prezent

Un studiu publicat în Nature în noiembrie 2025, realizat de cercetători de la University of Queensland și colab...

Un nou studiu aduce lumină asupra reparării ADN-ului

Un cercetător de la Facultatea de Medicină a Universității din Florida a făcut o descoperire legată de proces...

O parte trecută cu vederea din ADN-ul uman poate explica de ce creierul uman funcționează diferit de cel al maimuței

ADN-ul uman este foarte asemănător cu cel al cimpanzeului, care din punct de vedere evolutiv este ruda omului cea...

Predispoziția genetică pentru forță musculară mai mare reduce riscul de deces cardiovascular la bărbați
Noi descoperiri în ceea ce privește evoluția expresiei genelor
Genele cu impact puternic asupra momentului menopauzei se leagă și de riscul de cancer
Moștenirea genetică este mai importantă decât se credea anterior, potrivit unui studiu

Din Biblioteca medicală vă mai recomandăm:

Scleroza laterala amiotrofica

Din Ghidul de sănătate v-ar putea interesa și:

Un implant unic le permite bolnavilor de scleroză laterală amiotrofică (ASL) să comunice

O echipă de cercetători de la Centrul Medical Universitar Utrecht din Olanda a anunțat în revista New England J...

S-a descoperit un tratament care ar putea salva funcția neuronilor motori în scleroza laterală amiotrofică (SLA)

Scleroza laterală amiotrofică este o afecțiune neurodegenerativă care afectează celulele nervoase din creier �...

Medicament experimental folosit cu succes împotriva unei mutații asociată cu scleroza laterală amiotrofică

Folosind un medicament experimental, cercetătorii au reușit să suprime o genă mutantă a sclerozei laterale ami...

Transplantul de măduvă osoasă poate fi un tratament eficient pentru scleroza laterală amiotrofică

Inflamația cerebrală ar putea reduce sau inversa simptomele sclerozei laterale amiotrofice

Depozitarea substanțelor chimice în garajul de lângă casă crește riscul de scleroză laterală amiotrofică

Forumul ROmedic - întrebări și răspunsuri medicale:

Pe forum găsiți peste 500.000 de întrebări și răspunsuri despre boli sau alte subiecte medicale. Aveți o întrebare? Primiți răspunsuri gratuite de la medici.

intră pe forum