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Publication
The role of miRNA-9 and miRNA-29 and their specific strands (-5p and -3p) in Alzheimer’s disease
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Authors
Abstract(s)
MicroRNAs (miRNAs) are small non-coding, single-stranded RNA molecules, typically with 20-25 nucleotides in length. They play a crucial role in modulating several biological processes by regulating gene expression at the post-transcriptional level. Due to their biological role, their application is being evaluated in the context of diagnosis and treatment of neurodegenerative diseases, particularly Alzheimer's disease (AD), as biomarkers or potential therapeutic agents. AD, classified as the most common form of dementia, is an irreversible neurodegenerative disease with a high prevalence in elderly people. This disease is characterized by the accumulation of amyloid ß (Aß) peptides and hyperphosphorylated Tau protein. Several studies have demonstrated the promising effect of miRNAs for silencing the dysregulated proteins involved in the amyloid pathway, which are responsible for AD progression. With this in mind, this work aims to study the effect of miRNA-9, -29b, their specific strands (-5p and- 3p), and as well their precursor forms (pre-miRNA-9-1 and pre-miRNA-29b-1) on the proteins related with AD, such as APP, BACE1 and PS1. To proceed with this evaluation, the different forms of miRNA were encapsulated in chitosan nanoparticles and delivered in the N2a695 cell line, an AD in vitro model. After extraction of the total RNA from the cells, the mRNA levels of the target proteins were evaluated by Real-Time Polymerase Chain Reaction (qPCR). This study demonstrated a potential silencing effect by miRNA-9 on the mRNA levels of PS1 and BACE1, with pre-miRNA-9-1 via miRNA-9-1-5p being the most promising, as it induced the silencing of BACE1 mRNA in almost 50%. In conclusion, understanding how miRNAs can silence proteins involved in the amyloid pathway is crucial because these small RNAs have the potential as new therapeutic tools for treating or controlling AD progression.
Os microRNAs (miRNAs) são pequenas moléculas de RNA de cadeia simples não codificantes que apresentam tipicamente 20 a 25 nucleótidos de comprimento. Estes desempenham um papel crucial na modulação de vários processos biológicos através da regulação da expressão genética a nível pós-transcricional. Devido ao seu papel biológico têm sido estudados no contexto de diagnóstico e tratamento de doenças neurodegenerativas, particularmente na doença de Alzheimer (DA) como biomarcadores ou potenciais agentes terapêuticos. A DA, classificada como a forma mais comum de demência, é uma doença neurodegenerativa irreversível com alta prevalência em idosos. Esta doença é caracterizada pela acumulação de peptídeos amiloides ß (Aß) e proteína Tau hiperfosforilada. Vários estudos têm demonstrado o efeito promissor dos miRNAs para silenciar proteínas desreguladas da via amiloide, responsáveis pela progressão da DA. Neste sentido, esta dissertação pretende estudar o efeito dos miRNA-9, e -29b, das suas cadeias específicas (-5p e - 3p), bem como das suas formas precursoras (premiRNA-9-1 e pre-miRNA-29b-1), sobre as proteínas relacionadas com a DA, nomeadamente a APP, BACE1 e PS1. Para proceder a esta avaliação, as diferentes formas de miRNA foram encapsuladas em nanopartículas de quitosano e entregues na linha celular N2a695, um modelo in vitro da DA. Após a extração do RNA total das células, os níveis de mRNA das proteínas-alvo foram avaliados por reação em cadeia da polimerase em tempo real (qPCR). Este estudo demonstrou um potencial efeito de silenciamento por parte do miRNA-9 sobre os níveis de mRNA da PS1 e da BACE1, sendo o pre-miRNA9-1, via miRNA-9-1-5p como sugerem os resultados, o mais promissor com quase 50% de silenciamento na expressão de mRNA da BACE1. Este trabalho demonstra que a compreensão do mecanismo pelo qual os miRNAs podem silenciar as proteínas envolvidas na via amiloide é crucial, devido ao potencial destes pequenos RNA como novas ferramentas terapêuticas para tratar ou atrasar a progressão da DA.
Os microRNAs (miRNAs) são pequenas moléculas de RNA de cadeia simples não codificantes que apresentam tipicamente 20 a 25 nucleótidos de comprimento. Estes desempenham um papel crucial na modulação de vários processos biológicos através da regulação da expressão genética a nível pós-transcricional. Devido ao seu papel biológico têm sido estudados no contexto de diagnóstico e tratamento de doenças neurodegenerativas, particularmente na doença de Alzheimer (DA) como biomarcadores ou potenciais agentes terapêuticos. A DA, classificada como a forma mais comum de demência, é uma doença neurodegenerativa irreversível com alta prevalência em idosos. Esta doença é caracterizada pela acumulação de peptídeos amiloides ß (Aß) e proteína Tau hiperfosforilada. Vários estudos têm demonstrado o efeito promissor dos miRNAs para silenciar proteínas desreguladas da via amiloide, responsáveis pela progressão da DA. Neste sentido, esta dissertação pretende estudar o efeito dos miRNA-9, e -29b, das suas cadeias específicas (-5p e - 3p), bem como das suas formas precursoras (premiRNA-9-1 e pre-miRNA-29b-1), sobre as proteínas relacionadas com a DA, nomeadamente a APP, BACE1 e PS1. Para proceder a esta avaliação, as diferentes formas de miRNA foram encapsuladas em nanopartículas de quitosano e entregues na linha celular N2a695, um modelo in vitro da DA. Após a extração do RNA total das células, os níveis de mRNA das proteínas-alvo foram avaliados por reação em cadeia da polimerase em tempo real (qPCR). Este estudo demonstrou um potencial efeito de silenciamento por parte do miRNA-9 sobre os níveis de mRNA da PS1 e da BACE1, sendo o pre-miRNA9-1, via miRNA-9-1-5p como sugerem os resultados, o mais promissor com quase 50% de silenciamento na expressão de mRNA da BACE1. Este trabalho demonstra que a compreensão do mecanismo pelo qual os miRNAs podem silenciar as proteínas envolvidas na via amiloide é crucial, devido ao potencial destes pequenos RNA como novas ferramentas terapêuticas para tratar ou atrasar a progressão da DA.
Description
Keywords
Doença de Alzheimer Mirna-29b-1 Mirna-9-1 Silenciamento
Genético Via Amiloidogénica