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Alzheimer’s disease is a neurodegenerative dementia characterized by the presence of neurofibrillary tangles and senile plaques in the brain.
The intraneuronale neurofibrillary tangles are composed of paired helical filaments (PHF) containing the microtubule associated protein TAU.
Senile plaques are extracellular lesions containing an amyloid core surrounded by dystrophic neuritis and glial cells. The major constituent of the amyloid core is a 39-43 amino acid peptide, Aβ, which is derived from a transmembrane protein, the amyloid precursor protein (APP).
In this work, we have analyzed the effects induced by the expression of different forms of human APP in rat cultured neurons.
The adenoviral expression of APP695 in rat cortical neurons induces neurotoxicity. Neuronal death is not triggered by soluble APP or extracellular Aβ.
Expression of the C-terminal fragment of APP, or APP deleted in its C-terminal domain in neurotoxic. Those different APP isoforms accumulate similar levels of intraneuronale Aβ. Treatment of neurons with a specific γ-secretase inhibitor decreases intracellular Aβ accumulation and allows recovery of neuronal survival. These results demonstrate that intraneuronale Aβ accumulation is responsible for the neurotoxicity observed in our model.
To better characterize the observed neurotoxicity, we measured the activity of caspase 3, a maker of apoptosis. Expression of APP in neurons induces caspase 3 activity as compared to untreated neurons. This suggests that intraneuronale Aβ accumulation activated caspase 3.
Surprisingly, treatment of neurons expressing human APP695 with a specific caspase 3 inhibitor has not effect on neuronal survival. Therefore, caspase 3 doesn’t seem to be the only effector responsible for neuronal death observed in our model La maladie d’Alzheimer est une démence dégénérative caractérisée par la présence, dans le tissus cérébral, de deux types de lésions : les dégénérescences neurofibrillaires et les plaques séniles.
Les dégénérescences neurofibrillaires intraneuronales sont composées de paires hélicoïdales de filaments (PHF) dont le constituant majeur est une protéine associée aux microtubes : la protéine TAU.
Les plaques séniles sont des lésions extracellulaires constituées d’un noyau de fibres amyloïdes entouré de neurites dystrophiques et de cellules gliales. Le constituant majeur du noyau amyloïde est un peptide de 39 à 42 acides aminés appelé peptide amyloïde β ou Aβ. Il résulte d’un clivage protéolytique d’un précurseur transmembranaire : le précurseur du peptide amyloïde (APP). Ce peptide Aβ s’accumule également dans les neurones de patients atteints de la maladie d’Alzheimer.
Au cours de ce travail, nous avons analysés, les effets induits par l’expression de l’APP humain dans des neurones de rat en culture.
L’expression d’APP humain des neurones corticaux de rat à l’aide d’adénovirus provoque une neurotoxicité importante. La production d’Aβ-40 et d’APP soluble extracellulaires ne sont pas responsables de la mort neuronale observée.
L’expression du fragment C-terminal de l’APP (C99) ou encore de l’APP délaité de son domaine C-terminal intracellulaire induisent une neurotoxicité comparable à celle de l’APP. L’expression de ces trois formes d’APP provoque l’accumulation intraneuronale par un inhibiteur spécifique de la γ-sécrétase (DAPT) diminue la production d’Aβ1-42 intracellulaire et restaure la survie neuronale. Ces résultats indiquent que l’accumulation intraneuronale d’Aβ1-42 est responsable de la neurotoxicité observée dans notre modèle.
Afin de mieux caractériser cette neurotoxicité, nous avons mesuré l’activité d’un effecteur de l’apoptose, la caspase 3. L’expression de l’APP humain induit de manière importante l’activité de la caspase 3. Les neurones traités par la DAPT présentent une activité de la caspase 3 réduite par rapport à celle des neurones non-traités. Ceci suggère que l’accumulation d’Aβ1-42 intracellulaire active la caspase 3.
Cependant, le traitement des neurones exprimant l’APP humain avec un inhibiteur spécifique de la caspase 3 (Z-DEVD-FMK) n’exerce aucun effet sur la survie neuronale. La caspase 3 ne semble donc pas être un effecteur majeur de la neurotoxicité observée dans notre modèle

Neurotoxicity Syndromes --- Amyloid beta-Peptides --- Blotting, Western --- Enzyme-Linked Immunosorbent Assay