Conversão Directa de Astrócitos em Neurónios Cerebelares como tratamento Inovador para a Ataxia Espinocerebelosa doTipo-3

Objetivo temático: Explorar a eficiência da reprogramação direta in vivo de astrócitos em células cerebelares neurónios em SCA3

Área Científica: Biotecnologia médica

Síntese do Projeto: A ataxia espinocerebelar do tipo 3 (SCA3), também conhecida como Doença de Machado-Joseph (MJD), é a ataxia autossómica dominante mais comum no mundo. Esta doença é causada pela expansão da repetição do trinucleotídeo CAG no gene ATXN3/MJD1 , que se traduz numa proteína ataxina-3 com uma cauda de poliglutaminas (poliQ) anormalmente longa. Esta proteína mutante ganha propriedades tóxicas e desencadeia degenerescência, levando à perda neuronal e morte do doente. Infelizmente, ainda não existe um tratamento eficiente para esta doença.

Já se demonstrou que a reprogramação direta de células endógenas da glia em neurónios funcionais promove melhorias significativas em várias doenças neurodegenerativa, no entanto esta abordagem nunca foi investigada no tratamento de ataxias. O objetivo deste projeto é explorar a eficiência da reprogramação direta in vivo de astrócitos em neurónios cerebelares em SCA3. Esta estratégia terapêutica teria um grande impacto na clínica, uma vez que os doentes beneficiariam de um tratamento desenvolvido a partir das próprias células endógenas. Para tal, a diferenciação de astrócitos em neurónios cerebelares será induzida utilizando dois fatores de transcrição (TFs) já estabelecidos: Achaete- scute homólogo 1 (Ascl1) e Neurogenina2 (Neuro2). Para tal, iremos utilizar vírus adeno-associado do sorotipo 5 (AAV5), que infetam preferencialmente astrócitos, os quais irão sobrexpressar simultaneamente GFAP e um dos TFs (ou ambos) sob um sistema que desencadeia a expressão de mCherry (um sonda fluorescente vermelha), permitindo assim identificar os neurónios obtidos pela diferenciação de astrócitos. Iremos utilizar uma modelo transgénicos de SCA3, que permite tanto avaliações neuropatológicas quanto fenotípicas. Murganhos transgénicos pós- sintomáticos serão injetados na vermis com AAV5 com uma construção que levará á: 1) superexpressão [CSOM1] Ascl1; 2) superexpressão de Neurog2; 3) superexpressão de Ascl1 e Neurog2; 4) apenas expressão mCherry - controlo.

Primeiro, iremos avaliar a eficiência de reprogramação de duas dosagens diferentes das várias construções, sendo que a melhor estratégia será selecionada. Em seguida, os animais transgénicos serão tratados com a melhor construção e o desempenho motor será avaliados pelo teste de rotarod antes e a cada 3 semanas após a injeção, até atingirem 2-3 meses pós-tratamento. Os animais normais (wild- type) da mesma ninhada serão usados como controlo para avaliar a toxicidade destas construções e para comparar a eficiência da reprogramação entre murganhos com e sem SCA3. Serão realizadas avaliações neuropatológicas cerebelares para determinar: o número e destino dos neurónios reprogramados; número de agregados de ataxina-3; volume cerebelar e número de células de Purkinje, que se sabe estarem severamente reduzidos neste modelo animal de SCA3.

Esperamos assim mostrar que esta abordagem pode aumentar a percentagem de neurónios saudáveis em murganhos transgénicos SCA3, tornando-se uma terapia promissora e valiosa para esta doença e para outras ataxias cerebelares.

Área de intervenção: Ciências Médicas e de Saúde

Investigador Responsável na UC: Catarina Sofia Oliveira Miranda

Unidade Orgânica UC: Reitoria - CNC

Instituições participantes no Projeto: Universidade de Coimbra (Proponente)

Instituição Financiadora/Gestora: FCT - OE

Programa de Financiamento: PTDC 2022 - IC&DT

Período de execução: 01/03/2023 a 31/08/2024 (18 meses)

Custo total elegível (EUR): 49.968,23 €

Apoio financeiro público nacional: 49.968,23 €

Técnico do Projeto: Filipa Delgadinho _ filipa.delgadinho@uc.pt

Contacto: + 351 239 247 015 _ (Ext. 210027)