Contribution de Filamine A dans l'accumulation de Tau dans la maladie d'Alzheimer

Abstract

Dans la maladie d’Alzheimer (MA), Tau, une protéine associée aux microtubules axonaux (MAPs), devient hyperphosphorylée, s’accumule et s’auto-agrège dans le compartiment somato-dendritique. L’accumulation de Tau hyperphosphorylée, et de ses agrégats, est aussi retrouvée dans d’autres maladies neurodégénératives appelées tauopathies, tel que les dégénérescences lobaires frontotemporales (FTLD-Tau). Malheureusement, les mécanismes menant à l'accumulation de Tau sont mal connus. Notre hypothèse est que la Tau hyperphosphorylée interagit avec un complexe protéique qui réduit sa dégradation par le protéasome et/ou l’autophagie. Des études ont rapporté la présence de filamine A (FLNA), une protéine de liaison à l’actine, dans les agrégats de Tau. Il a été démontré que FLNA peut nuire à la dégradation des protéines auxquelles elle se lie. Nos résultats obtenus sur une cohorte de 60 individus ont révélé une augmentation de la FLNA insoluble dans les cerveaux MA. Dans la lignée cellulaire de neuroblastome (N2a), nous avons détecté une interaction entre la région 214-441 acides aminés (a.a.) de Tau et FLNA par co-immunoprécipitation (GFP-Trap et MYC-Trap). Nous avons aussi montré, dans les cellules N2a, que la surexpression de FLNA provoquait l'accumulation intracellulaire des formes de Tau sauvages (0N3R et 0N4R), de Tau phosphorylée aux sites S199-202 et T231/S235 et de Tau clivée par la caspase 3 (Tau-C3) mais pas de la Tau agrégée. La surexpression de FLNA a également augmenté l’accumulation intracellulaire des formes mutantes de Tau, P301L, V337M, et R406W, associées aux FTLD-Tau. Des analyses par RTqPCR ont montré que l’accumulation intracellulaire de Tau n’est pas causée par une augmentation de son expression génique. De plus, les augmentations intracellulaires des protéines interagissant avec FLNA (Annexine II) et l’absence d’effets sur les protéines (GFP et VAMP8) qui n’interagissent pas avec FLNA nous indiquent que l’interaction joue un rôle important dans l’accumulation de Tau lors de la surexpression de FLNA. Par la suite, nous avons examiné si FLNA augmentait l’accumulation intracellulaire de Tau en nuisant à sa dégradation. L’ubiquitination jouant un rôle important dans la dégradation de Tau, nous avons examiné si celle-ci était diminuée en présence de FLNA. L’immunoprécipitation des protéines ubiquitinylées a montré que la surexpression de FLNA n’affectait pas l’ubiquitinylation de Tau. Finalement, nos résultats ont révélé que la Tau était capable de stabiliser les microtubules lors de la surexpression de FLNA. Ceci indique que l’interaction de Tau avec FLNA ne nuit pas à son interaction avec les microtubules. En conclusion, nos résultats ont démontré que l’interaction de Tau avec FLNA contribue à son accumulation intracellulaire, son hyperphosphorylation ainsi que son clivage par la caspase-3, mais pas à son auto-agrégation dans notre modèle neuronal. La prévention de cette interaction pourrait réduire l’accumulation de Tau ainsi que ses effets pathologiques dans les neurones.

In Alzheimer disease (AD), tau, an axonal microtubule associated protein (MAPs), becomes hyperphosphorylated, accumulates and self-aggregates in the somato-dendritic compartment. The accumulation of hyperphosphorylated and aggregated tau is also seen in other neurodegenerative diseases called tauopathies such as frontotemporal lobar degeneration (FTLD-Tau). Unfortunately, the mechanisms leading to tau accumulation remain poorly understood. Our hypothesis is that hyperphosphorylated tau interacts with a protein complex that reduces its degradation by the proteasome and/or autophagy. Studies reported the presence of filamin A (FLNA), an actin binding protein, in tau aggregates. FLNA was observed to reduce the degradation of proteins to which it binds. Our results obtained on a cohort of 60 subjects revealed an increase in insoluble FLNA in AD brains. In the neuroblastoma cell line (N2a), we detected an interaction between 214-441 amino acids (a.a.) of tau and FLNA by immunoprecipitation (GFP-Trap and MYC-Trap). We also demonstrated that FLNA overexpression increased intracellular wild-type tau (0N3R and 0N4R), phosphorylated tau at sites S199-202 and T231/S235 and caspase-3 cleaved tau (Tau-C3) but not aggregated tau. The overexpression of FLNA also increased the intracellular accumulation of mutated tau forms, P301L, V337M, and R406W associated to FTLD-Tau. RTqPCR analysis revealed that the intracellular accumulation of tau was not caused by an increase of MAPT gene expression. The intracellular accumulation of proteins known to interact with FLNA (Annexin II) and the absence of intracellular accumulation of proteins that do not interact with FLNA (GFP and VAMP8) indicated that the interaction tau with FLNA played a role in its intracellular accumulation. We then examined whether FLNA increased tau accumulation by impairing its degradation. Ubiquitination plays an important role in tau degradation. Based on this, we examined whether tau ubiquitination was decreased upon FLNA overexpression. Immunoprecipitation of ubiquitinylated proteins revealed that FLNA overexpression did not affect tau ubiquitinylation. Lastly, our results revealed that tau was able to stabilize microtubules upon FLNA overexpression indicating that its interaction with FLNA did prevent its binding to microtubules. Collectively, our results indicate that the interaction of FLNA with tau could contribute to the increase of pathological tau in AD and FTLD-Tau brain and preventing this interaction could reduce it and its pathological effects on neurons.