Potencial benefício da utilização de terapia genética com vetores de expressão que codificam para o CYP46A1 na correção do fenótipo hepático na doença de NPC

Trabalho Final de Mestrado Integrado, Ciências Farmacêuticas, 2022, Universidade de Lisboa, Faculdade de Farmácia.A doença de Niemann-Pick tipo C (NPC) é uma doença rara, crónica, progressiva e neurodegenerativa que é caraterizada por um defeito no transporte de vários glicolípidos e do colesterol livre, originando a acumulação destes nos lisossomas de vários tecidos, como o fígado e o encéfalo. Embora a neurodegeneração seja a maior causa de mortalidade nos doentes NPC, estes apresentam uma predisposição para desenvolver um fenótipo metabólico alterado que se torna mais evidente durante a progressão da doença. A hepatomegalia é uma das manifestações mais comuns e geralmente precede o envolvimento neurológico da doença. O enzima 24-hidroxilase do colesterol (CYP46A1) catalisa a hidroxilação do colesterol encefálico a 24(S)-hidroxiesterol e apresenta um padrão de expressão específico no Sistema Nervoso Central, constituindo a principal via de eliminação do colesterol do encéfalo. Com base em resultados preliminares do nosso grupo de trabalho, formulámos a hipótese de que o CYP46A1 poderia ser um potencial alvo terapêutico na doença de NPC. Desta forma, e tendo em consideração o facto de existirem opções terapêuticas muito limitadas para esta doença, o objetivo principal desta tese foi determinar o efeito da expressão ectópica do CYP46A1 no fenótipo hepático de murganhos Npc1tm(I1061T), focando no metabolismo não apenas do colesterol, mas também dos ácidos gordos e dos triglicéridos. Os nossos resultados mostram que o CYP46A1 pode ter papel benéfico na melhoria do fenótipo hepático característico da doença de NPC, uma vez que reduz a hepatomegalia e o aumento nos níveis séricos de alanina aminotransferase de murganhos NPC1. No entanto a expressão ectópica de CYP46A1 induz um aumento nos níveis de colesterol total, relativamente aos encontrados no fígado de murganhos Npc1tm(I1061T), não afectando os níveis de ácidos gordos e triglicéridos. A análise dos níveis de mRNA de genes envolvidos no metabolismo lipídico, revelou pela primeira vez diferenças significativas no padrão de expressão de genes envolvidos no metabolismo lipídico no fígado de murganhos machos e fêmeas NPC, bem como no efeito da expressão do CYP46A1. No seu conjunto, os nossos resultados sugerem que o efeito off-target da expressão do CYP46A1 influencia, de facto, a função hepática, e que poderá ter um papel benéfico no fenótipo hepático da doença de NPC.Niemann-Pick disease type C (NPC) is a rare, chronic, progressive, and neurodegenerative disease that is characterized by a defect in the transport of cholesterol from glycolipids and free cholesterol, causing an alteration of these in the lysosomes of various tissues, such as the brain. Although neurodegeneration is the major cause of mortality in NPC patients, they are predisposed to develop an altered metabolic phenotype that becomes more evident during disease progression. Hepatomegaly is one of the most common manifestations and usually precedes the neurological involvement of the disease. The cholesterol 24-hydroxylase (CYP46A1) catalyzes the hydroxylation of brain cholesterol to 24(S)- 24S-hydroxycholesterol and has a specific expression pattern in the Central Nervous System, comprising the main route of cholesterol elimination from the brain. Based on preliminary results from our working group, we hypothesized that CYP46A1 could be a potential therapeutic target in NPC disease. Thus, and considering the fact that there are very limited therapeutic options for this disease, the main objective of this thesis was to determine the effect of ectopic expression of CYP46A1 on the hepatic phenotype of Npc1tm(I1061T) mice, focusing not only on cholesterol metabolism, but also on fatty acids and triglycerides. Our results show that CYP46A1 may have a beneficial role in improving the hepatic phenotype characteristic of NPC disease, as it reduces hepatomegaly and increases serum alanine aminotransferase levels in NPC1 mice. However, the ectopic expression of CYP46A1 induces an increase in total cholesterol levels, relative to those found in the liver of Npc1tm(I1061T) mice, without affecting the levels of fatty acids and triglycerides. Analysis of mRNA levels of genes involved in lipid metabolism revealed for the first-time significant differences in the expression pattern of genes involved in lipid metabolism in the liver of male and female NPC mice, as well as in the effect of CYP46A1 expression. Altogether, our results suggest that the off-target effect of CYP46A1 expression does indeed influence liver function, and that it may have a beneficial role in the hepatic phenotype of NPC disease.Trabalho financiado pelo FEDER e fundos nacionais da Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT)