Autophagy induction decreases the presence of endogenous P301S tau aggregates

Jiří HRUBÝ

Bachelor's thesis

Abstract:

Aging-associated neurodegenerative diseases are becoming more prevalent in the modern society, and many of which belong to the group of tauopathies, characterized by the presence of aggregates of misfolded microtubule associated protein tau. In brains of patients afflicted with Alzheimer's disease, there is a decrease, and failure in cellular autophagy mechanisms. Such decrease or failure in the protein aggregate clearance systems leads to progressive accumulation of toxic protein species. It was suggested that the induction of autophagy could be used as a possible treatment of tauopathies. The aim of the thesis was to test whether autophagy in Tau P301S biosensor cells is decreased by the presence of extracellular R3 tau aggregates induced-intracellular P301S tau aggregates and if induction of autophagy in these cells would lead to the clearance of these intracellular P301S tau aggregates. Epigallocatechin gallate (EGCG), a catechin found in green tea leaves, was used as an autophagy inducer. Transfection of Tau P301S biosensor cells with R3 tau aggregates was conducted by liposome-mediated transfection and the reduction of autophagy was examined by western blotting with autophagy markers such as LC3AB, p62/SQSTM1, and LAMP1. The IC50 value of EGCG was determined by an MTT assay. The decrease in the aggregation of endogenous phosphorylated pSer262 tau was tested by western blotting and fluorescent microscopy. Results show that in the presence of extracellular R3 aggregates inside the cells, autophagy deteriorated over time, resulted in an increase of endogenous Tau-RD aggregates and EGCG treatment resulted in an increase of autophagy and a decrease in the levels of triton-insoluble Ser262 phosphorylated intracellular P301S tau aggregates.

Abstract:

Neurodegenerativní choroby spojené se stárnutím se v moderní společnosti stávají častějšími, a mnoho z nich patří do skupiny tauopatií, charakterizovaných přítomností agregátů špatně složeného s mikrotubuly asociovaného proteinu tau. V mozcích pacientů postižených Alzheimerovou chorobou, dochází k snížení a selhávání mechanismů buněčné autofagie. Tento úbytek nebo selhání v odstraňování agregátů proteinů vede k postupné akumulaci toxických druhů proteinů. Ukazuje se, že podpoření autofagie by mohlo být možným léčebným postupem při léčbě tauopatií. Cílem této práce bylo otestovat, jestli u buněčné linie Tau P301S biosensor je autofagie v přítomnosti intracelulárních P301S tau agregátů, indukovaných extracelulárními R3 tau agregáty, snížená a jestli by indukce autofagie vedla k odstranění těchto P301S tau agregátů. Jako induktor autofagie byl použit epigallokatechin gallát (EGCG), katechin přítomný v listech zeleného čaje. Buňky byly transfekovány R3 tau agregáty pomocí liposomové transfekce a pokles autofagie byl vyhodnocen pomocí western blotu detekcí markerů autofagie - LC3A/B, p62/SQSTM1 a LAMP1. Hodnota IC50 EGCG byla stanovena využitím MTT testu. Pokles endogenních pSer262 tau agregátů byl testován pomocí western blotu a fluorescenční mikroskopie. Výsledky ukázaly, že v přítomnosti extracelulárních R3 tau agregátů buněk dochází k postupnému poklesu autofagie, vedoucí k nárůstu endogenních tau-RD agregátů a po působení EGCG bylo dosaženo nárůstu autofagie a snížení hladiny v tritonu nerozpustných intracelulárních P301S tau agregátů fosforylovaných na Ser262.

Keywords

Alzheimerova choroba, autofagie, tauopatie, tau, proteinové agregáty

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 12. 6. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Narendran Annadurai

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Biology / Molecular and Cell Biology