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Utilizzando questo saggio sensibile basato su luminescenza, l'abbondanza intracellulare di Tau-SLP potrebbe essere monitorata nel tempo dopo un periodo sincronizzato di assorbimento nelle microglie umane derivate da iPSC. Dopo il lavaggio della Tau-SLP, la luminescenza è diminuita costantemente, coerente con la clearance intracellulare della Tau-SLP. Questa piattaforma era sufficientemente sensibile da rilevare differenze nella gestione delle specie monomeriche e fibrillari di Tau-SLP tramite microglia. La Tau-SLP monomerica è stata completamente eliminata nella iTF-Microglia entro 60 minuti, mentre la Tau-SLP fibrillare è rimasta attiva per oltre 240 minuti (Figura 2A). Inoltre, abbiamo eseguito il test con tau mutanti (ad esempio, N279K) per valutare la cinetica di clearance e abbiamo riscontrato che TauN279K-SLP mostra una cinetica di clearance significativamente ridotta solo in brevi momenti di clearance (15 min) (Figura 2B). Questi risultati suggeriscono che il degrado osservato potrebbe essere evidente solo grazie all'elevata sensibilità di questo saggio. Abbiamo condotto l'esperimento di degradazione della Tau-SLP utilizzando la piccola molecola L-Leucil-L-Leucine metilestere (LLOMe) per confermare il coinvolgimento lisosomico. LLOMe è un substrato di catepsina C che permeabilizza le membrane lisosomiali, interrompendo l'attivitàlisosomica. Con il trattamento LLOMe, abbiamo osservato livelli di Tau-SLP in stato stazionario significativamente aumentati a t=0 (Figura 3A) e un tasso di degradazione significativamente ridotto (Figura 3B) con un aumento di 4 volte della Tau-SLP residua dopo un tempo di clearance di 60 minuti. Infine, abbiamo eseguito il saggio di eliminazione Tau-SLP in neuroni derivati da iPSC per confermare la compatibilità del saggio tra i tipi cellulari. Qui abbiamo scoperto che i neuroni derivati da iPSC hanno una cinetica di clearance ridotta sia per la forma monomerica (Figura 4A) che per quella fibrilica (Figura 4B) della Tau-SLP. In particolare, i livelli di fibrilla Tau-SLP rimangono stabili a ~100% per un tempo di eliminazione di 240 minuti, mentre nello stesso periodo i livelli di fibrilla Tau-SLP sono scesi sotto il 50% nell'iTF-Microglia. Questi risultati dimostrano che la nostra piattaforma di complementazione basata sulla luciferasi divisa offre una rilevazione robusta e affidabile della clearance endolisosomale intracellulare della Tau-SLP e dimostra un design di analisi altamente adattabile che potrebbe essere applicato a numerose altre proteine o tipi cellulari.

Figura 1: Disegno sperimentale rappresentativo del test di clearance Tau-SLP. (A) Immagine rappresentativa del campo chiaro della microglia iTF utilizzata per questo saggio (barra di scala = 100μm) (B) Microglia umana (microglia iTF) viene esposta a SLP ricombinante 2N4R-SLP in modo sfasato, consentendo una rilevazione robusta basata sulla luminescenza. Dopo un'incubazione di 1 ora, il tau extracellulare viene rimosso tramite scambio di mezzi e le cellule vengono lavate con PBS. Le cellule vengono mantenute in mezzo basale durante il rispettivo periodo di eliminazione (0 h, 2 h, 4 h) prima del raccolto. All'estremità, le cellule vengono lisate e viene misurata la luminescenza. (C) Proposta di progettazione della lastra per misurare il rilascio Tau-SLP confrontando la degradazione monomerica con quella fibrillare. (D) La proteina Tau-SLP viene internalizzata nelle cellule e instradata per la degradazione lisosomica. L'aggiunta di LgBiT fornisce una lettura quantitativa della quantità di Tau-SLP rimasta nella cellula tramite complementazione e produzione di luminescenza. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 2: iTF-Microglia chiara Tau-SLP extracellulare. (A) iTF-Microglia sono stati esposti a Tau-SLP monomerica (100nM) o Tau-SLP fibrillare (50nM), i campioni sono stati normalizzati alla rispettiva assorbimento iniziale (t = 0; 100%) e alle cellule non esposte a Tau-SLP (0%) (media ± SD; n = 9 da tre differenziazioni indipendenti). (B) iTF-Microglia sono state incubate con Tau-SLP monomerica o TauN279K-SLP (100nM), e i campioni sono stati normalizzati in base all'assorbimento iniziale rispettivo (t = 0; 100%) e alle cellule non esposte a Tau-SLP (0%) (media ± SD; n ≥ 7 da tre differenziazioni indipendenti; ∗ p < 0,05 usando il test t di Welch non abbinato). Dati ristampati da Shultz et al., 202524, e utilizzati sotto licenza Creative Commons Attribution (CC BY 4.0). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3: L'inibizione lisosomica compromette la clearance della Tau-SLP. (A) Il trattamento con inibitore lisosomale L-Leucil-L-Leucina (LLOMe) per 24 ore ha aumentato l'assorbimento iniziale di Tau-SLP (t = 0) nelle cellule neurogliomali H4 (media ± SD; n = 9 colture indipendenti; ∗ p < 0,05 utilizzando il test t di Welch non abbinato). (B) Il trattamento con LLOMe (1 mM) per 24 ore ha aumentato la percentuale di normalizzazione della RLU Tau-SLP dopo un tempo di liberazione di 60 minuti (t = 60 min) rispetto al veicolo (DMSO). Il segnale luminescente viene normalizzato ai rispettivi livelli iniziali di assorbimento (100%) e alle cellule non esposte a Tau-SLP (0%) (media ± SD; n = 9 colture indipendenti; ∗∗∗∗ p < 0,0001, ∗ p < 0,05 usando il test t di Welch non accoppiato). Dati ristampati da Shultz et al., 202524, e utilizzati sotto licenza Creative Commons Attribution (CC BY 4.0). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4: iTF-Microglia e iNeuroni mostrano differenze nella clearance Tau-SLP. (A) iTF-Microglia o iNeuroni sono stati incubati con Tau-SLP monomerica (100nM), i campioni sono stati normalizzati alla rispettiva captazione iniziale (t=0; 100%) e le cellule non esposte alla Tau-SLP (0%) (media±SD; n ≥ 6 da due-tre differenziazioni indipendenti; ∗∗ p < 0,01, ∗∗∗∗ p < 0,0001 usando una ANOVA bidirezionale; tempo: F(1, 28) = 7,489, p = 0,0107; tipo cellulare: F(1, 28) = 46,61, p < 0,0001; interazione: F(1, 28) = 3,229, p = 0,0831; Il test di confronti multipli di Sidak, i valori p indicati nella figura, valori t=0 sono mostrati come riferimento ma sono stati esclusi dall'analisi statistica). (B) iTF-Microglia o iNeuroni sono stati incubati con Tau-SLP fibrillare (50nM), i campioni sono stati normalizzati alla rispettiva captazione iniziale (t=0; 100%) e le cellule non esposte alla Tau-SLP (0%) (media±SD; n ≥ 6 da due a tre differenziazioni indipendenti; ∗∗ p < 0,01, ∗∗∗∗ p < 0,0001 usando un'ANOVA a due vie; tempo: F(1, 26) = 0,3888, p = 0,5384; Tipo di cella: F(1, 26) = 43,09, p < 0,0001; interazione: F(1, 26) = 1,209, p = 0,2816; Il test di confronti multipli di Sidak, i valori p indicati nella figura, valori t=0 sono mostrati come riferimento ma sono stati esclusi dall'analisi statistica). Dati ristampati da Shultz et al., 202524, e utilizzati sotto licenza Creative Commons Attribution (CC BY 4.0). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.