Estudio de los efectos de mutaciones puntuales en el gen Tardbp de ratón y su relación con la degeneración de neuronas motoras.

Abstract

TDP-43 (codificado por el gen TARDBP) es una proteína de unión a ARN, crítica en el proceso de splicing de muchos genes, que resulta un pilar central en la patogénesis de la esclerosis lateral amiotrófica (ELA). La ganancia de función de TDP-43, que produce importantes desequilibrios en el splicing de muchos genes, se ha propuesto como uno de los posibles mecanismos desencadenantes de la ELA. En este sentido, para profundizar en este aspecto y analizar si existe relación entre ganancia de función de splicing y degeneración de neuronas motoras, en el presente estudio se usaron dos modelos únicos de ratón con mutaciones puntuales (tipo knockin) en el gen Tardbp endógeno: TardbpQ331K y TardbpM323K. Así, se determinó que los ratones TardbpM323K/M323K exhibían una degeneración progresiva de las motoneuronas espinales, algo que no ocurre en los ratones TardbpQ331K/Q331K. Además, se observó como los ratones TardbpM323K/M323K presentaban una ganancia de función de splicing de TDP-43 en la médula espinal que se incrementaba con la edad y que ésta era mayor que la ganancia de función de los ratones TardbpQ331K/Q331K. Asimismo, se generaron, por primera vez, ratones TardbpQ331K/M323K, que permitieron culminar la demostración de que la mutación TardbpM323K genera una mayor ganancia de función de splicing que TardbpQ331K en la médula espinal. Todos estos hallazgos sugieren una correlación en la médula espinal entre degeneración de las motoneuronas y ganancia de función de splicing de TDP-43.

TDP-43 (encoded by the TARDBP gene) is an RNA-binding protein, critical in the splicing process of many genes, which is a central pillar in the pathogenesis of amyotrophic lateral sclerosis (ALS). TDP-43 gain-of-function, which produces important imbalances in the splicing of many genes, has been proposed as one of the possible triggering mechanisms of ALS. In this sense, to delve into this aspect and analyze whether there is a relation between splicing gainof-function and motor neuron degeneration, we used two unique mouse models with point mutations (knock-in type) in the endogenous Tardbp gene: TardbpQ331K and TardbpM323K. In this way, we determined that TardbpM323K/M323K mice exhibited a progressive degeneration of spinal motor neurons, something that does not occur in TardbpQ331K/Q331K mice. In addition, we 3 observed that TardbpM323K/M323K mice had a TDP-43 splicing gain-of-function in the spinal cord that increased with age, and that it was greater than the gain-of-function of the TardbpQ331K/Q331K mice. Likewise, we generate, for the first time, TardbpQ331K/M323K mice, which allowed us to culminate the demonstration that the TardbpM323K mutation generates a greater gain of splicing function than TardbpQ331K in the spinal cord. All these findings suggest a correlation in the spinal cord between motor neuron degeneration and TDP-43 splicing gain-of-function.