Trem2 H157Y aumenta a produção de TREM2 solúvel e reduz a patologia amilóide

Neurodegeneração Molecular volume 18, Artigo número: 8 (2023) Citar este artigo

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Uma correção a este artigo foi publicada em 28 de abril de 2023

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Descobriu-se que a rara variante p.H157Y do TREM2 (Triggering Receptor Expressed on Myeloid Cells 2) aumenta o risco de doença de Alzheimer (DA). Esta mutação está localizada no local de clivagem do domínio extracelular TREM2. A expressão ectópica de TREM2-H157Y em células HEK293 resultou em aumento da eliminação de TREM2. No entanto, os resultados fisiológicos da mutação TREM2 H157Y permanecem desconhecidos na ausência e presença de patologias relacionadas com a DA.

Geramos um novo modelo de camundongo knock-in Trem2 H157Y por meio da tecnologia CRISPR/Cas9 e investigamos os efeitos do Trem2 H157Y no processamento proteolítico do TREM2, função sináptica e patologias amilóides relacionadas à DA, conduzindo ensaios bioquímicos, análise de espectrometria de massa direcionada de TREM2, hipocampo eletrofisiologia, coloração imunofluorescente, microdiálise in vivo e sequenciamento de RNA cortical.

Consistente com descobertas in vitro anteriores, o Trem2 H157Y aumenta a eliminação de TREM2 com níveis elevados de TREM2 solúvel no cérebro e no soro. Além disso, o Trem2 H157Y aumenta a plasticidade sináptica sem afetar a densidade e morfologia microglial, ou a sinalização TREM2. Na presença de patologia amilóide, o Trem2 H157Y acelera a depuração de β-amilóide (Aβ) e reduz a carga amilóide, neurites distróficas e gliose em duas linhas fundadoras independentes. A análise de espectrometria de massa direcionada de TREM2 revelou proporções mais altas de TREM2-H157Y solúvel para comprimento total em comparação com TREM2 de tipo selvagem, indicando que a mutação H157Y promove a eliminação de TREM2 na presença de Aβ. A sinalização TREM2 foi ainda reduzida em camundongos homozigotos Trem2 H157Y. O perfil transcriptômico revelou que o Trem2 H157Y regula negativamente os genes relacionados à neuroinflamação e um módulo imunológico correlacionado com a patologia amilóide.

Tomados em conjunto, nossos resultados sugerem efeitos benéficos da mutação Trem2 H157Y na função sináptica e na mitigação da patologia amilóide. Considerando a associação genética do TREM2 p.H157Y com o risco de DA, especulamos que o TREM2 H157Y em humanos pode aumentar o risco de DA através de uma via independente da amiloide, tais como os seus efeitos na tauopatia e na neurodegeneração que merecem uma investigação mais aprofundada.

A doença de Alzheimer (DA) é uma doença neurodegenerativa crônica caracterizada pela deposição patológica de placas amilóides extracelulares e emaranhados de tau hiperfosforilados intraneuronais, bem como uma ativação proeminente da microglia respondendo à neuropatologia e neurodegeneração [1,2,3]. Descobriu-se que múltiplas variantes do gene microglial estão associadas ao risco de DA [4]. Entre eles, a variante p.H157Y do Triggering Receptor Expressed on Myeloid Cells 2 (TREM2) foi identificada a partir de um número relativamente pequeno de portadores e conferiu um risco aumentado de DA com uma razão de chances (OR) de 11,01 (frequência alélica menor (MAF) , 0,4%) em uma coorte chinesa Han [5], enquanto em uma coorte caucasiana usada no Projeto de Sequenciamento da Doença de Alzheimer, o OR foi de 4,7 (MAF, 0,06%) [6]. No entanto, não está claro como esta variante rara do TREM2 contribui para o risco de DA.

TREM2 é um imunorreceptor expresso exclusivamente em microglia no sistema nervoso central e em células mieloides (por exemplo, macrófagos) na periferia [7]. Consiste em um domínio do tipo V semelhante a Ig, uma região de pedúnculo, um domínio transmembrana e uma cauda citoplasmática curta [8]. A maioria das variantes de TREM2 com risco de DA (por exemplo, p.R47H, p.R62H) estão localizadas no exon2, que codifica o domínio semelhante a Ig [9,10,11]. Essas mutações patogênicas levam principalmente à ligação ineficiente de ligantes, como oligômeros β-amilóide (Aβ) [12,13,14], lipídios aniônicos associados a Aβ fibrilares [15], LDL [6, 16], HDL [6] e apolipoproteínas [16, 17]. Essas deficiências estão associadas à disfunção microglial na fagocitose in vitro [16, 18, 19] e ao envolvimento da placa amilóide in vivo [20, 21]. Em contraste, a variante p.H157Y está localizada no exon3 que codifica a região do pedúnculo. Curiosamente, o sítio H157-S158 foi identificado como o sítio de clivagem ADAM10/17 onde o TREM2 solúvel (sTREM2) é produzido [22,23,24]. Descobriu-se que a expressão ectópica de TREM2-H157Y nas células HEK293 aumenta o sTREM2 no meio condicionado e reduz o TREM2 maduro de comprimento total associado à membrana [23, 24]. O aumento da eliminação de TREM2 pode estar relacionado à fagocitose prejudicada de pHrodo-E.Coli em células HEK293 [23] e à diminuição da ativação da sinalização de TREM2 em resposta à fosfatidilserina em células T 2B4 [6]. Apesar destas observações in vitro, as consequências in vivo da mutação TREM2 H157Y permanecem desconhecidas.