Efectos específicos de variantes de las mutaciones de GBA1 en la proteostasis de neuronas dopaminérgicas

Resumen Las mutaciones de Glucocerebrosidasa 1 (GBA1) son los factores de riesgo genéticos más importantes para la enfermedad de Parkinson (EP). Clínicamente, las mutaciones GBA1 leves (por ejemplo, p.N370S) y severas (por ejemplo, p.L444P y p.D409H) tienen diferentes fenotipos de EP, con diferencias en la edad del inicio de la enfermedad, la progresión y la severidad de los síntomas motores y no motores. Hipotetizamos que las mutaciones de GBA1 causan la acumulación de α-sinucleína al afectar la comunicación entre los mecanismos de degradación de proteínas celulares, lo que lleva a la neurodegeneración. En consecuencia, probamos si las mutaciones GBA1 leves y severas afectan diferentemente la degradación de α-sinucleína a través del sistema ubiquitina-proteasoma (UPS), la autofagia mediada por chaperonas (CMA) y la macroautofagia, y causan diferentemente la acumulación y/o liberación de α-sinucleína. Nuestros resultados demuestran que el estrés del retículo endoplasmático (RE) y las tasas de ubiquitinación total estaban significativamente aumentadas en células con mutaciones GBA1 severas. Se encontró que la CMA era defectuosa en neuronas dopaminérgicas derivadas de células madre pluripotentes inducidas (iPSC) con mutaciones GBA1 leves, pero no en aquellas con mutaciones GBA1 severas. Al examinar la macroautofagia, observamos una formación reducida de autofagosomas en células con las mutaciones GBA1 N370S y D409H y alteraciones en la fusión de autofagosomas-lisosomas en células con la mutación GBA1 L444P. En consecuencia, se encontró que las mutaciones GBA1 severas desencadenan la acumulación y liberación de α-sinucleína oligomérica en neuronas dopaminérgicas derivadas de iPSC, principalmente como resultado del aumento del estrés del RE y la macroautofagia defectuosa, mientras que las mutaciones GBA1 leves afectaron la CMA, que es principalmente responsable de la degradación de la forma monomérica de α-sinucleína. En general, nuestros hallazgos proporcionan una nueva perspectiva sobre la base molecular de la variabilidad clínica en la EP asociada con diferentes mutaciones de GBA1.