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Usando esse ensaio sensível baseado em luminescência, a abundância intracelular de Tau-SLP pôde ser monitorada ao longo do tempo após um período sincronizado de absorção em microglias humanas derivadas de iPSC. Após o lavado da Tau-SLP, a luminescência diminuiu gradualmente, consistente com a eliminação intracelular da Tau-SLP. Essa plataforma era suficientemente sensível para detectar diferenças no manuseio de espécies monoméricas e fibrilares de Tau-SLP por microglia. A Tau-SLP monomérica foi completamente eliminada na iTF-Microglia em 60 minutos, enquanto a Tau-SLP fibrilar persistiu por mais de 240 minutos (Figura 2A). Além disso, realizamos o ensaio com tau mutante (por exemplo, N279K) para avaliar a cinética de depuração e descobrimos que o TauN279K-SLP apresenta cinética de depuração significativamente reduzida em apenas pontos curtos de tempo de apuração (15 min) (Figura 2B). Esses resultados sugerem que a degradação observada pode ser aparente apenas devido à alta sensibilidade desse ensaio. Realizamos o experimento de degradação Tau-SLP usando a pequena molécula L-Leucil-L-Leucina metiléster (LLOMe) para confirmar o envolvimento lisossomo. LLOMe é um substrato de catepsina C que permeabiliza as membranas lisossômicas, interrompendo a atividadelisossômica 31. Com o tratamento com LLOMe, observamos níveis significativamente aumentados de Tau-SLP em regime estacionário a t=0 (Figura 3A) e uma taxa significativamente reduzida de degradação (Figura 3B), com um aumento de 4 vezes da Tau-SLP remanescente após um tempo de eliminação de 60 minutos. Por fim, realizamos o ensaio de eliminação Tau-SLP em neurônios derivados de iPSC para confirmar a compatibilidade do ensaio entre tipos celulares. Aqui, descobrimos que neurônios derivados de iPSC apresentam cinética de depuração reduzida tanto para as formas monoméricas (Figura 4A) quanto para as fibrilas (Figura 4B) da Tau-SLP. Mais notavelmente, os níveis de fibrila da Tau-SLP permanecem estáveis em ~100% durante uma eliminação de 240 minutos, enquanto no mesmo período os níveis de fibrila da Tau-SLP caíram abaixo de 50% na iTF-Microglia. Esses resultados demonstram que nossa plataforma de complementação baseada em luciferase dividida oferece uma detecção robusta e confiável da depuração endolisossômica intracelular da Tau-SLP e demonstra um design de ensaio altamente adaptável que pode ser aplicado a inúmeras outras proteínas ou tipos celulares.

Figura 1: Desenho experimental representativo do ensaio de eliminação Tau-SLP. (A) Imagem representativa em campo claro da iTF-Microglia utilizada para este ensaio (barra de escala = 100μm) (B) Microglia humana (iTF-Microglia) é exposta a 2N4R-SLP recombinante de forma escalonada, permitindo detecção robusta baseada em luminescência. Após uma incubação de 1 hora, o tau extracelular é removido por troca de meios e as células são lavadas com PBS. As células são mantidas em meio basal durante seu respectivo período de eliminação (0 h, 2 h, 4 h) antes da colheita. No ponto final, as células são lisadas e a luminescência é medida. (C) Projeto de placa proposto para medir a folga Tau-SLP comparando a degradação monomérica com a fibrilar. (D) A proteína Tau-SLP é internalizada nas células e encaminhada para a degradação lisossômica. A adição de LgBiT fornece uma leitura quantitativa da quantidade de Tau-SLP restante na célula por meio da complementação e produção de luminescência. Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.

Figura 2: iTF-Microglia Tau-SLP extracelular limpa. (A) A iTF-Microglia foi exposta à Tau-SLP monomérica (100nM) ou Tau-SLP fibrilar (50nM), amostras foram normalizadas para a respectiva captação inicial (t = 0; 100%) e para células que não foram expostas à Tau-SLP (0%) (média ± DS; n = 9 a partir de três diferenciações independentes). (B) a iTF-Microglia foi incubada com Tau-SLP monomérica ou TauN279K-SLP (100nM), e as amostras foram normalizadas para a respectiva captação inicial (t = 0; 100%) e células que não foram expostas à Tau-SLP (0%) (média ± SD; n ≥ 7 a partir de três diferenciações independentes; ∗ p < 0,05 usando o teste t de Welch não emparelhado). Dados reimpressos de Shultz et al., 202524, e usados sob uma licença Creative Commons Attribution (CC BY 4.0). Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.

Figura 3: A inibição lisossômica prejudica a delimitação da Tau-SLP. (A) O tratamento com 1mM inibidor lisossômico L-Leucil-L-Leucina (LLOMe) por 24 horas aumentou a captação inicial de Tau-SLP (t = 0) em células de neuroglioma H4 (média ± DS; n = 9 culturas independentes; ∗ p < 0,05 usando teste t de Welch não pareado). (B) O tratamento com LLOMe (1mM) por 24 horas aumentou a % de normalização da RLU Tau-SLP após um tempo de liberação de 60 minutos (t = 60 min) em comparação com o veículo (DMSO). O sinal luminescente é normalizado aos respectivos níveis iniciais de absorção (100%) e às células que não foram expostas à Tau-SLP (0%) (média ± SD; n = 9 culturas independentes; ∗∗∗∗ p < 0,0001, ∗ p < 0,05 usando o teste t de Welch desparelado). Dados reimpressos de Shultz et al., 202524, e usados sob uma licença Creative Commons Attribution (CC BY 4.0). Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.

Figura 4: iTF-Microglia e iNeurônios apresentam diferenças na depuração da Tau-SLP. (A) iTF-Microglia ou iNeurônios foram incubados com Tau-SLP monomérico (100nM), amostras foram normalizadas para a respectiva captação inicial (t=0; 100%) e células que não foram expostas à Tau-SLP (0%) (média±SD; n ≥ 6 de duas ou três diferenciações independentes; ∗∗ p < 0,01, ∗∗∗∗ p < 0,0001 usando uma ANOVA bidirecional; tempo: F(1, 28) = 7,489, p = 0,0107; tipo celular: F(1, 28) = 46,61, p < 0,0001; interação: F(1, 28) = 3,229, p = 0,0831; Teste de comparações múltiplas de Sidak, valores p indicados na figura, valores t=0 são mostrados para referência, mas foram excluídos da análise estatística. (B) iTF-Microglia ou iNeurônios foram incubados com Tau-SLP fibrilar (50nM), amostras normalizadas para a captação inicial respectiva (t=0; 100%) e células que não foram expostas à Tau-SLP (0%) (média±SD; n ≥ 6 de duas a três diferenciações independentes; ∗∗ p < 0,01, ∗∗∗∗ p < 0,0001 usando uma ANOVA bidirecional; tempo: F(1, 26) = 0,3888, p = 0,5384; Tipo de célula: F(1, 26) = 43,09, p < 0,0001; interação: F(1, 26) = 1,209, p = 0,2816; Teste de comparações múltiplas de Sidak, valores p indicados na figura, valores t=0 são mostrados para referência, mas foram excluídos da análise estatística. Dados reimpressos de Shultz et al., 202524, e usados sob uma licença Creative Commons Attribution (CC BY 4.0). Por favor, clique aqui para ver uma versão ampliada desta figura.