Tau reduction with artificial microRNAs modulates neuronal physiology and improves tauopathy phenotypes in mice

Autores
Facal, Carolina Lucia; Fernández Bessone, Iván; Muñiz, Javier Andrés; Pereyra, Armando Ezequiel; Pedroncini, Olivia; Páez Paz, Indiana de María; Clerici Delville, Ramiro; Arnaiz Yépez, Cayetana; Urrutia, Leandro; Falasco, Germán Alfredo; Argañaraz, Carla Veronica; Saez, Trinidad María de Los Milagros; Marin Burgin, Antonia; Soiza Reilly, Mariano; Falzone, Tomas Luis; Avale, Maria Elena
Año de publicación
2024
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Abnormal tau accumulation is the hallmark of several neurodegenerative diseases, named tauopathies. Strategies aimed at reducing tau in the brain are promising therapeutic interventions, yet more precise therapies would require targeting specific nuclei and neuronal subpopulations affected by disease, while avoiding global reduction of physiological tau. Here we developed artificial microRNAs directed against the human MAPT mRNA to dwindle tau protein by engaging the endogenous RNA interference pathway. In human differentiated neurons in culture, microRNAs-mediated tau reduction diminished neuronal firing without affecting neuronal morphology or impairing axonal transport. In the htau mouse model of tauopathy, we locally expressed artificial microRNAs in the prefrontal cortex (PFC), an area particularly vulnerable to initiating tau pathology in this model. Tau knockdown prevented the accumulation of insoluble and hyperphosphorylated tau, modulated firing activity of putative pyramidal neurons, and improved glucose uptake in the PFC. Moreover, such tau reduction prevented cognitive decline in aged htau mice. Our results suggest target engagement of designed tau-microRNAs to effectively reduce tau pathology, providing a proof of concept for a potential therapeutic approach based on local tau knockdown to rescue tauopathy-related phenotypes.
Fil: Facal, Carolina Lucia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina
Fil: Fernández Bessone, Iván. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; Argentina
Fil: Muñiz, Javier Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina
Fil: Pereyra, Armando Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina
Fil: Pedroncini, Olivia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; Argentina
Fil: Páez Paz, Indiana de María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina
Fil: Clerici Delville, Ramiro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina
Fil: Arnaiz Yépez, Cayetana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; Argentina
Fil: Urrutia, Leandro. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentina
Fil: Falasco, Germán Alfredo. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; Argentina
Fil: Argañaraz, Carla Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Fil: Saez, Trinidad María de Los Milagros. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; Argentina
Fil: Marin Burgin, Antonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; Argentina
Fil: Soiza Reilly, Mariano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentina
Fil: Falzone, Tomas Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; Argentina
Fil: Avale, Maria Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; Argentina
Materia
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TAUOPATHY
Nivel de accesibilidad
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Here we developed artificial microRNAs directed against the human MAPT mRNA to dwindle tau protein by engaging the endogenous RNA interference pathway. In human differentiated neurons in culture, microRNAs-mediated tau reduction diminished neuronal firing without affecting neuronal morphology or impairing axonal transport. In the htau mouse model of tauopathy, we locally expressed artificial microRNAs in the prefrontal cortex (PFC), an area particularly vulnerable to initiating tau pathology in this model. Tau knockdown prevented the accumulation of insoluble and hyperphosphorylated tau, modulated firing activity of putative pyramidal neurons, and improved glucose uptake in the PFC. Moreover, such tau reduction prevented cognitive decline in aged htau mice. Our results suggest target engagement of designed tau-microRNAs to effectively reduce tau pathology, providing a proof of concept for a potential therapeutic approach based on local tau knockdown to rescue tauopathy-related phenotypes.Fil: Facal, Carolina Lucia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; ArgentinaFil: Fernández Bessone, Iván. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Muñiz, Javier Andrés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Instituto de Investigaciones en Ingeniería Genética y Biología Molecular "Dr. Héctor N. Torres"; ArgentinaFil: Pereyra, Armando Ezequiel. 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Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Urrutia, Leandro. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Falasco, Germán Alfredo. Fundación para la Lucha contra las Enfermedades Neurológicas de la Infancia; ArgentinaFil: Argañaraz, Carla Veronica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Saez, Trinidad María de Los Milagros. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Biología Celular y Neurociencia "Prof. Eduardo de Robertis". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencia; ArgentinaFil: Marin Burgin, Antonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Soiza Reilly, Mariano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Falzone, Tomas Luis. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigación en Biomedicina de Buenos Aires - Instituto Partner de la Sociedad Max Planck; ArgentinaFil: Avale, Maria Elena. 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