Generación de partículas AAV que expresen shRNA para silenciar IRS2

Abstract

[ES] Tradicionalmente se han considerado ciertas características neuropatológicas para definir a la enfermedad de Alzhéimer, como son las placas de beta amiloide y los ovillos de Tau hiperfosforilado, sin embargo estudios actuales incluyen a procesos como la resistencia a insulina y el aumento de la neuroinflamación como subyacentes al desarrollo y progresión de esta enfermedad. En el sistema nervioso central, la señalización de insulina/IGF1, regula la supervivencia y maduración neuronal, neurogénesis y sinaptogénesis, entre otros. Por tanto, es capaz de mediar los procesos de aprendizaje, memoria y plasticidad. Todos estos procesos se ven afectados en situaciones de resistencia a insulina, que puede aparecer como causa de un aumento en la neuroinflamación. Como consecuencia, cabe esperar que esto contribuya a la aparición de procesos neurodegenerativos. A su vez, la resistencia a insulina provoca un aumento en la neuroinflamación. La señalización de insulina/IGF1 viene mediada por la activación de proteínas de ensamblaje, los sustratos del receptor de insulina IRS1 e IRS2. Estudios previos del laboratorio han demostrado que la neuroinflamación inducida por dieta grasa va asociada a una disminución de los niveles de IRS2. Además, otros estudios muestran una expresión reducida de IRS2 en cerebros post-mortem de pacientes con enfermedad de Alzhéimer diagnosticada. Por ello, proponemos el silenciamiento de esta proteína de forma específica, sin neuroinflamación asociada, para estudiar su papel en el aprendizaje y memoria. Para ello se han generado shRNA para la generación de partículas virales AAV y poder llevar a cabo estudios in vivo. De esta manera, se trata de generar una herramienta para estudiar cómo y dónde (tipos neuronales y circuitos neuronales) la señalización de IRS2 regula o induce mecanismos que conducen a la neurodegeneración.

[EN] Traditionally, certain neuropathological characteristics have been considered to define Alzheimer's disease, such as ß-amyloid plaques and hyperphosphorylated TAU tangles. However, recent studies include insulin resistance and an increased neuroinflammation characteristic factors of this disease. In the central nervous system, insulin/IGF1 signaling regulate neuronal survival and maturation, neurogenesis and synaptogenesis, among others. Therefore, it mediates in processes like learning, memory and plasticity and in fact all these processes are affected in situations of insulin resistance. Insulin resistance can appear as a cause of increased neuroinflammation. In turn, insulin resistance causes an increase in neuroinflammation. As a consequence, this process is postulated to contribute to the appearance of neurodegenerative pathologies Insulin/IGF1 signaling is mediated by the activation of assembly proteins, the substrates of the insulin receptor 1 and 2 (IRS1/2). Previous studies in our laboratory have shown that neuroinflammation induced by a fat diet is associated with a decrease in IRS2 levels. In addition, other studies show a reduced expression of IRS2 in post-mortem brains of patients with diagnosed Alzheimer's disease. How much IRS2 reduction as a consequence of neuroinflammation may be responsible for cognitive impairment is not known. Whether IRS2 reduction could alone (isolated from any neuroinflammation processes) alter neuronal survival and/or performance it is not known. Therefore, we propose the silencing of this protein, without associated neuroinflammation, to study its role in learning and memory. In order to accomplish that, shRNA has been generated for the generation of AAV viral particles to carry out studies in vivo. The major objective is to generate a biotechnology tool to study how and where (neural types and neural circuits) IRS2 signaling regulates cognitive function and whether its loss or reduction may lead to neurodegeneration.