La proteína de unión al ADN 43 (TDP-43) es una ribonucleoproteína nuclear heterogénea ampliamente expresada que participa en la regulación del empalme de exones, la transcripción de genes y la estabilidad del ARNm, todas ellas vitales para la supervivencia celular 1,2. En enfermedades neurodegenerativas como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y la degeneración lobar frontotemporal (FTLD), una proteína nuclear TDP-43 se acumula de forma anormal en el citoplasma. Este cambio da lugar a una pérdida de la función de TDP-43 en el núcleo y una ganancia de función tóxica en el citoplasma. La acumulación patológica de TDP-43 comienza en regiones específicas del cerebro y la médula espinal, diseminándose a través de estas áreas de forma similar a un prión, un proceso estrechamente asociado con la progresión de la enfermedad3. Sin embargo, aún se desconoce el mecanismo exacto por el cual la patología TDP-43 se propaga a través del cerebro y la médula espinal.
TDP-43 se secreta a través de vesículas extracelulares (VE) y se detectan niveles elevados de TDP-43 en el plasma y el líquido cefalorraquídeo (LCR) de pacientes con ELA y FTLD-TDP 4,5,6. El líquido cefalorraquídeo de pacientes diagnosticados con ELA y FTLD induce una mala localización intracelular y la agregación de TDP-43 endógeno en células de glioma humano7. Por lo tanto, TDP-43 liberado extracelularmente a través de EV puede mediar la propagación de célula a célula de la patología de TDP-43.
La autofagia es un mecanismo de degradación celular bien conservado que implica el encierro de sustancias no deseadas dentro de vesículas de doble membrana, conocidas como autofagosomas, que están marcadas por LC3. Estos autofagosomas se fusionan con los lisosomas positivos para la proteína de membrana 1 asociada a lisosomales (LAMP1) para formar autolisosomas (LC3+/LAMP1+), lo que lleva a la degradación de su contenido8. Los análisis histológicos indican que las inclusiones envolventes de los autofagosomas se acumulan en las neuronas de los pacientes esporádicos con ELA9. Algunos genes causales de la ELA familiar y FTLD-TDP están relacionados con la regulación de la autofagia 10,11,12. Estos hallazgos sugieren que la autofagia está suprimida en pacientes con ELA y FTLD-TDP.
El estudio previo indicó que TDP-43 se secreta a través de EVs positivos para el marcador de autofagosoma LC3-II cuando se inhibe la fusión autofagosoma-lisosoma13. La desregulación de la vía autofagia-lisosoma podría causar no solo la acumulación intracelular de TDP-43, sino también la liberación extracelular de TDP-43 a través de EVs14. Sin embargo, aún se desconoce cómo se liberan los VE positivos para LC3-II y qué tan significativo es esto en la propagación de la patología TDP-43.
Los VE se clasifican en VE grandes (de 100 a 1000 nm de diámetro), que se producen a partir de la gemación de la superficie celular, y VE pequeños (de 50 a 150 nm de diámetro), que se producen a partir de la gemación de las membranas endosomales hacia el interior del endosoma (conocidos como exosomas) y el aparato de Golgi. Para recoger por separado los vehículos eléctricos grandes y pequeños, realizamos una centrifugación secuencial y recogemos pellets por centrifugación a 20.000 × g y 110.000 × g, respectivamente. La fracción P1 EV (20.000 × g de pellets) está preparada para recoger vehículos eléctricos grandes, y la fracción P2 EV (110.000 × g de pellets) está preparada para recoger vehículos eléctricos pequeños15. La metodología para evaluar los niveles de LC3-II en VE grandes y pequeñas derivada de la centrifugación secuencial por inmunotransferencia es estable y reproducible16. Además de analizar los niveles de LC3-II en los EV, el análisis de la formación de autolisosomas y omegasomas mejora la comprensión de cómo la desregulación de la autofagia conduce a la liberación de EV positivos para LC3-II. Aquí, el presente estudio muestra el papel supresor de la sintaxina 6 (STX6), una proteína SNARE, que promueve el movimiento de las vesículas transportadoras a las membranas diana17, en la liberación de EVs positivos para LC3-II cuando se inhibe la fusión autofagosoma-lisosoma.