La protéine de liaison à l’ADN 43 (TDP-43) est une ribonucléoprotéine nucléaire hétérogène largement exprimée impliquée dans la régulation de l’épissage des exons, la transcription des gènes et la stabilité de l’ARNm, toutes essentielles à la survie cellulaire 1,2. Dans les maladies neurodégénératives comme la sclérose latérale amyotrophique (SLA) et la dégénérescence lobaire frontotemporale (FTLD), une protéine nucléaire TDP-43 s’accumule anormalement dans le cytoplasme. Ce décalage entraîne une perte de fonction de TDP-43 dans le noyau et un gain de fonction toxique dans le cytoplasme. L’accumulation pathologique de TDP-43 commence dans des régions spécifiques du cerveau et de la moelle épinière, se propageant à travers ces zones à la manière d’un prion, un processus étroitement associé à la progression de la maladie3. Cependant, le mécanisme exact par lequel la pathologie TDP-43 se propage dans le cerveau et la moelle épinière reste inconnu.
La TDP-43 est sécrétée par les vésicules extracellulaires (VE), et des niveaux élevés de TDP-43 sont détectés dans le plasma et le liquide céphalo-rachidien (LCR) des patients atteints de SLA et de FTLD-TDP 4,5,6. Le LCR de patients diagnostiqués avec la SLA et la FTLD induit une mauvaise localisation intracellulaire et l’agrégation de TDP-43 endogène dans les cellules de gliome humain7. Ainsi, la TDP-43 libérée extracellulaire via les VE peut médier la propagation de cellule à cellule de la pathologie TDP-43.
L’autophagie est un mécanisme de dégradation cellulaire bien préservé qui implique l’enfermement de substances indésirables dans des vésicules à double membrane, appelées autophagosomes, qui sont marquées par LC3. Ces autophagosomes fusionnent avec les lysosomes positifs à la protéine membranaire associée aux lysosomes 1 (LAMP1) pour former des autolysosomes (LC3+/LAMP1+), entraînant la dégradation de leur contenu8. Les analyses histologiques indiquent que les autophagosomes engloutissant les inclusions s’accumulent dans les neurones des patients sporadiques atteints de SLA9. Certains gènes causaux de la SLA familiale et de la FTLD-TDP sont liés à la régulation de l’autophagie 10,11,12. Ces résultats suggèrent que l’autophagie est supprimée chez les patients atteints de SLA et de FTLD-TDP.
L’étude précédente a indiqué que TDP-43 est sécrété par des VE positifs pour le marqueur autophagosome LC3-II lorsque la fusion autophagosome-lysosome est inhibée13. La dérégulation de la voie autophagie-lysosome pourrait provoquer non seulement l’accumulation intracellulaire de TDP-43, mais également la libération extracellulaire de TDP-43 via les VE14. Cependant, on ne sait toujours pas comment les VE positives à LC3-II sont libérées et quelle est leur importance dans la propagation de la pathologie TDP-43.
Les VE sont classées en grandes VE (100 à 1000 nm de diamètre), qui sont produites à partir du bourgeonnement de la surface cellulaire, et en petites VE (50 à 150 nm de diamètre), qui sont produites à partir du bourgeonnement des membranes endosomiques vers l’intérieur de l’endosome (appelées exosomes) et de l’appareil de Golgi. Pour collecter séparément les grands et les petits VE, nous effectuons une centrifugation séquentielle et collectons les granulés par centrifugation à 20 000 × g et 110 000 × g, respectivement. La fraction P1 EV (20 000 × g de granulés) est préparée pour collecter de gros VE, et la fraction P2 EV (110 000 × g de granulés) est préparée pour collecter de petitsVE15. La méthodologie d’évaluation des niveaux de CL3-II dans les VE de grande et de petite taille dérivée de la centrifugation séquentielle par immunobuvardage est stable et reproductible16. En plus d’analyser les niveaux de LC3-II dans les VE, l’analyse de la formation des autolysosomes et des omégasomes permet de mieux comprendre comment la dérégulation de l’autophagie conduit à la libération de VE positifs LC3-II. Ici, la présente étude montre le rôle suppressif de la syntaxine 6 (STX6), une protéine SNARE, qui favorise le mouvement des vésicules de transport vers les membranes cibles17, dans la libération d’VE positives LC3-II lorsque la fusion autophagosome-lysosome est inhibée.