SiRNA-mediated knockdown of amyloid precursor protein expression : Physiological and pathological implications
Institution:
Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Alzheimer’s Disease (AD) is characterized at the histopathological level by the presence of amyloid plaques in the brain. Amyloid plaques are formed by the accumulation of Abeta peptides (A), which are derived from the proteolytic processing of Amyloid Precursor Protein (APP). The precise physiological functions of this ubiquitous protein remain elusive. The aim of the present thesis was to study the physiological and pathological roles of APP in vivo by using a RNA interference approach. In the first in vitro phase of the thesis, effective small interfering RNAs were identified for mouse APP (mAPP-siRNAs) and human APP (hAPP-siRNAs). Then, the behavioral effects of the infusion of these active APP-siRNAs in the brain were examined in wild type and transgenic mice. In a first study, the infusion of mAPP-siRNAs in the brain of wild type mice resulted in a 30% knockdown of APP expression in the hippocampus accompanied by spontaneous alternation deficits at the behavioral level. This finding suggests that APP could play a role in spatial working memory. In contrast, APP KO mice were not impaired in spontaneous alternation behavior, suggesting the probable occurrence of compensatory mechanisms. Finally, the siRNA-technology was applied to the APP23 AD mouse model and revealed the reversibility of the locomotor hyperactivity phenotype. This last result suggests a direct implication of APP/A overexpression in the locomotor hyperactivity phenotype displayed by these mice. Therapeutic applications of siRNAs will likely be developed in the next years, maybe even for the treatment of certain neurodegenerative disorders.
Abstract FR:
La maladie d’Alzheimer (MA) est caractérisée au niveau histopathologique par la présence de plaques amyloides dans le cerveau. Ces plaques sont formées par l’accumulation de peptides amyloides (A) issus du clivage de la Protéine Précurseur Amyloide (APP). Les fonctions physiologiques précises de cette protéine ubiquitaire restent à ce jour peu connues. Le but de cette thèse a consisté à étudier les rôles physiologiques et pathologiques joués par APP in vivo, en utilisant une approche d’interférence de l’ARN. La première phase de ce travail a consisté à identifier des petits ARN interférents efficaces dirigés contre la forme murine (mAPP-siRNA) et la forme humaine (hAPP-siRNA) de APP. Les effets comportementaux de l’injection dans le cerveau de ces siRNAs ont ensuite été observés dans des souris sauvages et transgéniques. Tout d’abord, l’administration de mAPP-siRNAs dans le cerveau de souris sauvages a provoqué une diminution de 30% de l’expression de APP dans l’hippocampe, et a induit des déficits dans un test d’alternance spontanée, ce qui suggère une implication de APP dans la mémoire de travail spatiale. En revanche, des souris APP knockout n’ont pas présenté de déficits dans ce même test, ce qui suggère la mise en place probable de phénomènes compensatoires. Enfin, l’application de la technologie siRNA au modèle murin APP23 de la MA a révélé la réversibilité de l’hyperactivité locomotrice, suggèrant une implication directe de la surexpression de APP/A dans l’hyperactivité locomotrice de ces souris. Il est probable que des applications thérapeutiques des siRNAs seront développées dans les prochaines années, y compris pour certaines maladies neurodégénératives.