Profilo dei miRNA esosomiali nelle demenze degenerative

Alzheimer's Disease (AD), Frontotemporal Dementia (FTD), and Dementia with Lewy Bodies (LBD) represent neurodegenerative disorders distinguished by a progressive and irreversible decline in specific neuronal populations. AD stands as the most prevalent form of dementia, typified by extracellular aggregation of β-amyloid peptides and intracellular accumulation of hyperphosphorylated tau protein within cerebral tissue. Conversely, LBD, while sharing certain neuropathological features with AD, is characterized by the presence of α-synuclein inclusions. FTD, on the other hand, is recognized by a spectrum of protein inclusions, encompassing tau and TDP43. Exosomes, small extracellular vesicles ranging from 30 to 100 nm in diameter, serve pivotal roles in intercellular communication and the conveyance of particular molecules, including proteins, RNA, and lipids. The precise implication of exosomes in neurodegenerative conditions remains enigmatic: while they ostensibly bolster neuronal viability through the elimination of deleterious proteins and the dissemination of neurotrophic factors, they concurrently transport proteins exhibiting aberrant conformations, thereby contributing to disease propagation. MicroRNAs (miRNAs), a class of non-coding RNA molecules measuring approximately 20-22 nucleotides in length, play a primary role in post-transcriptional gene regulation, modulating mRNA stability and protein levels. This study endeavors to scrutinize the miRNA repertoire harbored within cerebral exosomes of individuals afflicted with the aforementioned dementia subtypes, juxtaposed against unaffected controls. To this end, exosomes were extracted from cerebral tissue and subjected to comprehensive characterization via transmission electron microscopy (TEM) and Nanoparticle Tracking Analysis (NTA). Subsequent to exosome isolation, RNA extraction ensued, followed by reverse transcription to generate complementary DNA (cDNA), which was then interrogated via arrays specifically designed to amplify 754 distinct miRNA species. The findings underscore a downregulation of miR-484 and miR-193b-3p in AD subjects relative to controls. Among the target genes modulated by these miRNAs, a plethora is implicated in the processing of amyloid precursor, tau phosphorylation, inflammatory cascades, and apoptotic pathways, all of which may undergo dysregulation in the context of AD. These data suggest that miR-484 and miR-193b-3p may play a role in the pathogenesis of AD. To verify this hypothesis, the expression levels of their target genes and proteins involved in pathways that may be dysregulated will be studied.

La malattia di Alzheimer (AD), la Demenza Frontotemporale (FTD) e la Demenza con corpi di Lewy (LBD) sono patologie neurodegenerative che si distinguono per una progressiva ed irreversibile perdita di specifiche popolazioni neuronali. L'AD è la forma più diffusa di demenza, caratterizzata dalla presenza di aggregati di peptide β-amiloide all'esterno delle cellule e da accumuli intracellulari di proteina tau iperfosforilata nel tessuto cerebrale. La LBD, sebbene condivida alcune caratteristiche neuropatologiche con l'AD, si distingue per la presenza di inclusioni di α-sinucleina. Al contrario, la FTD è contraddistinta da diverse inclusioni proteiche, tra cui tau e TDP43. Gli esosomi, vescicole extracellulari di diametro compreso tra i 30 e i 100 nm, sono importanti per la comunicazione intercellulare e il trasferimento di specifiche molecole, tra cui proteine, RNA e lipidi. Il ruolo degli esosomi nelle malattie neurodegenerative è ancora poco chiaro: da una parte favoriscono la sopravvivenza neuronale mediante l’eliminazione di proteine tossiche e la diffusione dei fattori neurotrofici, dall’altra trasportano le proteine con conformazione anomala, contribuendo alla propagazione della patologia. I miRNA sono una classe di RNA non codificanti lunghi circa 20-22 nucleotidi, con il ruolo primario di regolare l'espressione genica a livello post-trascrizionale, influenzando la stabilità dell'mRNA e i livelli proteici. In questo lavoro è stato studiato il profilo dei miRNA trasportati dagli esosomi cerebrali di soggetti affetti dalle tre forme di demenza descritte e di controlli. A questo scopo, è stata effettuata l’estrazione di tali vescicole dal tessuto cerebrale e la loro caratterizzazione mediante microscopia elettronica a trasmissione (TEM) e Nanoparticle Tracking Analysis (NTA). Dagli esosomi è stato quindi estratto l’RNA, successivamente retrotrascritto per ottenere il cDNA e analizzato utilizzando array specifici per l’amplificazione di 754 miRNA. I risultati ottenuti hanno dimostrato che il miR-484 e il miR-193b-3p sono down-regolati nei soggetti con AD rispetto ai controlli. Tra i geni regolati da questi miRNA, molti sono coinvolti nel processing del precursore della β-amiloide, nella fosforilazione della tau, nell’infiammazione e nell’apoptosi, tutti pathways che possono essere alterati nell’AD. Questi dati suggeriscono che il miR-484 e il miR-193b-3p possano avere un ruolo nella patogenesi dell’AD. Per verificare questa ipotesi, verranno studiati i livelli di espressione dei loro geni target e le proteine coinvolte nei pathways che dovessero risultare disregolati.