"The role of matrix metalloproteinase 9 (MMP-9) in synaptopathy"

Metaloproteinaza macierzy zewnątrzkomórkowej 9 (MMP-9) pełni istotną funkcję w procesach plastycznych, jej nieprawidłowy poziom obserwowany jest w wielu synaptopatiach takich jak zespół łamliwego chromosomu X, choroba Alzheimera, stwardnienie zanikowe boczne, epilepsja, choroba Parkinsona, depresja, schozofrenia czy choroba afektywna dwubiegunowa. Wpływ na jej poziom mogą mieć uwarunkowania generyczne takie jak mutacja w genie FMR-1, czy polimorfizm C/T promotora MMP-9 lub inne czynniki takie jak silna elektryczna stymulacja komórki, obecność cytokin prozapalnych m.in. TNF-alfa, IL-6, czy stres oksydacyjny. Wydzielona do przestrzeni synaptycznej oddziałuje z białkami przestrzeni zewnątrzkomórkowej takimi jak kolagen IV, lamininy, beta-dystroglikan i elementami zakotwiczonymi w błonie komórkowej: ICAM, APP. Skutki zaburzeń w pracy MMP-9 związane są w zależności od jej poziomu z osłabieniem/ wzmocnieniem synaptycznym, upośledzeniem procesu dojrzewania synaps, zmniejszeniem/zwiększeniem ilości kolców dendrytycznych, stresem oksydacyjnym i degeneracją neuronów. Na ten obraz składają się dodatkowo czynniki takie jak BDNF, laminiy, integryny a w szczególności integryna beta 1, TNF-alfa, i szereg innych.W tej pracy prześledzone zostały zależności pomiędzy czynnikami patologicznymi obecnymi w wybranych synaptopatiach a ich wpływem na poziom MMP-9 i efekty związane z jej aktywnością, które, składają się na obraz choroby.Matrix metalloproteinase 9 (MMP-9) is involved in synaptic plasticity. Many studies showed aberration in level of this protein in common synaptopathies such as Fragile X Syndrome, Alzheimer disease, amylotrophic lateral sclerosis, epilepsy, Parkinson disease, major depressive disorder, schizophrenia or bipolar disorder. There are some aspects: genetic background like mutation in FMR-1 gene or variant C/T in promoter of MMP-9, intensive stimulation, proinflammatory cytokines (TNF-alfa, IL-6) and oxidative stress, which have influence on MMP-9 level.The role of MMP-9 in synaptic cleavage is to act with other proteins of extracellular matrix like collagen IV, laminin, beta-dystroglycan and some membrane proteins such as ICAM or APP. Abnormal level of MMP-9 can contribute to long term potentiation or long term depression, aberration in spine maturation, decrease or increase of spine number, oxidative stress and finally neurons death according to level of MMP-9. Other protein like BDNF, laminin, integrins especially integrin beta 1 , TNF-alfa also have influence on overall picture of disease.This paper contain review of common synaptopathies in context of MMP-9 and coexisting aspects and their contribution to clinical outcome