La hipótesis del prión afirma que el agente infeccioso responsable de las encefalopatías espongiformes transmisibles (p. ej., enfermedad de Creutzfeldt – Jakob en los seres humanos, scrapie en ovejas, la caquexia crónica en ciervos y alces y “enfermedad de las vacas locas” en bovinos ) está exclusivamente compuesto de proteína y desprovista de ácidos nucleicos¹. En enfermedades por prión, la proteína priónica celular (PrP^C) asume un pliegue (PrP^Sc) no nativos, estable que es altamente beta ricos en hoja y puede uno mismo-propagar por conversión y reclutar moléculas monoméricas de PrP^C en amiloide estable agregados. Agregados de PrP^Sc utilizan este mecanismo uno mismo-repliegue para difundir entre las diferentes células en un organismo e incluso entre los organismos individuales².

Agregación y mal plegamiento de la proteína también es una característica central de la mayoría de las enfermedades neurodegenerativas (enfermedad de Alzheimer (EA), enfermedad de Parkinson (EP), enfermedad de Huntington (EH) y esclerosis lateral amiotrófica (ELA))³. Formación de asambleas de cellular intra o extra proteína agregada en estas enfermedades está íntimamente relacionada con la citotoxicidad⁴ y progresa a lo largo de caminos altamente reproducibles y específica de la enfermedad a través del cerebro en tiempo^{5, 6}. estos patrones de propagación sugieren que agregados patógenos asociados con estos trastornos tienen propiedades similares a los priones. Ahora existe fuerte apoyo para transmisión del prión-como de agregados asociados a AD, PD, HD y la ELA – transmite de célula a célula y la plantilla el cambio conformacional de la forma monomérica de la misma proteína en células previamente inafectados^{7, 8}.

La mayoría de los estudios que investigan propagación de prion-como de agregados de proteínas hasta la fecha se han realizado utilizando modelos de cultivo de células de mamífero, donde transferencia de agregados en el citoplasma de las células ingenuas desde el espacio extracelular o desde otra celda citoplasma^{9,10,11,12,13,14,}la¹⁵, o por inyección de material que contiene el agregado en cerebros de ratón y control agregado apariencia fuera la inyección sitio^{16,17,18,19,20,21,22, 23}. más recientemente, se han utilizado animales transgénicos para demostrar que agregados intracelulares se extensión a otras células en el cerebro intacto^{24,25,26,27, 28,29,30}. Aquí, describimos un método para la visualización directa de la transferencia total entre las células individuales del cerebro intacto de Drosophila melanogaster. En primer lugar se desarrollaron modelos de Drosophila de HD/polyglutamine (poliQ) enfermedades hace casi dos décadas^31,32 y han proporcionado muchos conocimientos invaluables en los mecanismos patogénicos que subyacen a estos trastornos ³³. HD es un trastorno neurodegenerativo hereditario causado por una mutación dominante autosómica en el gen que codifica para la proteína huntingtina (Htt)³⁴. Esta mutación da lugar a la ampliación de un tramo de la poliQ cerca N-terminal de Htt, más allá de un umbral patógeno de ~ 37 glutaminas, haciendo que la proteína misfold y agregado^35,36. Proteínas de Htt de tipo salvaje que contienen < 37 glutaminas en este tramo lograr su pliegue natural, pero puede ser inducidas a agregado al contacto físico directo con un Htt agregada "la semilla"^12,27,37. Aprovechamos este homotípicos, nucleada agregación de Htt de tipo salvaje como una lectura para transferencia-como prión y entrada citoplasmática de agregados de Htt mutantes procedentes de otras células.

Determinar los mecanismos por los que agregados-como prión viajes entre células pueden conducir a la identificación de nuevas dianas terapéuticas para enfermedades neurodegenerativas incurable. Tomamos ventaja del ciclo de vida rápido, facilidad de uso y maleabilidad genética de Drosophila melanogaster para definir mecanismos moleculares para la propagación de célula a célula de agregados Htt mutantes. Nuestra estrategia experimental emplea dos sistemas de expresión binaria disponibles en Drosophila, la bien establecida Gal4 específicos aguas arriba activar secuencia (Gal4-UAS) sistema³⁸ y el recientemente desarrollado QF-QUAS sistema³⁹. Estos dos sistemas independientes de acoplamiento permite restringir la expresión de los transgenes de Htt mutantes y el salvaje-tipo poblaciones celulares distintas dentro de la misma mosca⁴⁰. Usando este acercamiento, examinamos prion-como separarse del mutante Htt mediante el control de la redistribución de los citoplásmico Htt de tipo salvaje de su estado soluble, normalmente difuso a un estado agregado, consecuencia directa del contacto físico con una forma mutante Htt agregado “semilla.” Conversión de tipo salvaje Htt por mutante Htt puede confirmarse mediante bioquímica o transferencia de técnicas biofísicas que informe las interacciones proteína-proteína, como la energía de resonancia de fluorescencia (FRET)^9,27,41 .

Lo importante, también podemos acceder a un gran número de herramientas genéticas en Drosophila para identificar genes o vías que median la propagación del prión-como de agregados de proteína. Recientemente hemos utilizado este enfoque para desvelar un papel clave para el receptor scavenger superficial, Draper^42,43, en la transferencia agregados Htt mutantes de axones neuronales a glia fagocitaria cercana en Drosophila central sistema nervioso (CNS)²⁷. Así, el enfoque basado en la proyección de imagen y genética que se describe aquí puede revelar importante información biológica básica sobre un fenómeno de enfermedad relevante en simple-to-use pero organismo modelo de gran alcance, Drosophila.