Identification of deubiquitinating enzymes involved in lysosomal damage and strategies for its repair

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Soares, Maria Inês Mota
Data de Publicação: 2024
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
Texto Completo: https://hdl.handle.net/10316/117400
Resumo: Dissertação de Mestrado em Investigação Biomédica apresentada à Faculdade de Medicina
id RCAP_7008dc5ad86b1e09b7994963d13042bd
oai_identifier_str oai:estudogeral.uc.pt:10316/117400
network_acronym_str RCAP
network_name_str Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
repository_id_str https://opendoar.ac.uk/repository/7160
spelling Identification of deubiquitinating enzymes involved in lysosomal damage and strategies for its repairIdentificação de enzimas desubiquitinantes envolvidas no dano lisossomal e estratégias para a sua reparaçãoLysosomal damageRecovery mechanismsEnzimas deubiquitinantesMonoterpenosDano lisossomalMecanismos de recuperaçãoDeubiquitinating enzymesMonoterpenesDissertação de Mestrado em Investigação Biomédica apresentada à Faculdade de MedicinaLysosomes are important organelles for cell homeostasis and viability, participating not only in energy production but also in processes involved in cell regeneration, defense capacity, and most importantly, degradation of long-lived or damaged proteins and organelles. Lysosomal inadequate response after injury has been associated with several diseases, however the mechanisms and associated machinery remain elusive. With this study we aim to elucidate lysosomal damage/repair/degradation mechanisms by focusing on the impact of deubiquitinating enzymes (DUBs) and explore a therapeutic approach based on natural compounds. To achieve this, we chose two endocytic DUBs, Associated molecule with the SH3 domain of signal transducing adaptor molecule (AMSH) and Ubiquitin-specific protease 8 (USP8) and resorted to a model where we knocked down one of these DUBs and induced lysosomal damage through the lysosomotropic agent L-leucylL-leucine methyl ester (LLOMe). Then, several response mechanisms were assessed, namely the extent of lysosomal damage, repair, lysophagy, exocytosis and lysosomal biogenesis. Moreover, to assess the therapeutic potential of natural compounds a group of monoterpenes namely, 1,8-cineole, geraniol, limonene and carvacrol, with proven ability to modulate autophagy, were tested resorting to the above study model. Overall, our results demonstrate that in USP8-knockdown cells more lysosomal damage occurs when compared to control cells, being this negative feature enhanced when cells are treated with LLOMe. Additionally, our study demonstrates that these damaged lysosomes are not being degraded nor secreted, suggesting that an accumulation in the cell occurs. Taken together, we hypothesize that the depletion of USP8 induces an accumulation of proteins inside the lysosome that could lead to its burst from within. Regarding monoterpenes’ potential therapeutic potential, our results demonstrate that limonene was quite effective in promoting lysosomal repair, since this compound led to a higher recruitment of the repair machinery and consequently, less lysosomal damage was observed. Indeed, USP8 knockdown cells in the presence of limonene, showed less Galectin 3 puncta, a marker for lysosomal damage, following LLOMe treatment, thus corroborating the above results. Although further studies are needed to complement and validate these findings, the promising results herein reported set up a launching platform for future studies on this topic.Os lisossomas são organelos importantes para a homeostasia e viabilidade celular, participando não só na produção de energia, mas também em processos envolvidos na regeneração celular, capacidade de defesa e, mais importante ainda, na degradação de proteínas e organelos danificados ou de longa duração. A resposta inadequada dos lisossomas após lesão tem sido associada a várias doenças, contudo, os mecanismos e a maquinaria associada permanecem pouco claros. Com este estudo, pretendemos elucidar os mecanismos associados ao dano, reparação e degradação lisossomal, focando-nos no impacto das enzimas deubiquitinantes (DUBs) e explorar uma abordagem terapêutica baseada em compostos naturais. Para alcançar este objetivo, escolhemos duas DUBs endocíticas: a molécula associada ao domínio SH3 da molécula adaptadora de transdução de sinais (AMSH) e a protease específica de ubiquitina 8 (USP8). Utilizámos um modelo em que silenciámos uma destas DUBs e induzimos dano lisossomal através do agente lisossomotrópico L-leucil-L-leucina éster metílico (LLOMe). Posteriormente, foram avaliados vários mecanismos de resposta, nomeadamente a extensão dos danos lisossomais, reparação, lisofagia, exocitose e biogénese lisossomal. Além disso, para avaliar o potencial terapêutico de compostos naturais, foram testados vários monoterpenos, nomeadamente, 1,8-cineol, geraniol, limoneno e carvacrol, com capacidade comprovada para modular a autofagia, recorrendo ao modelo de estudo mencionado. De um modo geral, os nossos resultados demonstram que, em células com silenciamento da USP8, ocorre mais dano lisossomal em comparação com células controlo, sendo esta característica negativa exacerbada quando as células são tratadas com LLOMe. Adicionalmente, o nosso estudo demonstra que estes lisossomas danificados não estão a ser degradados nem secretados, sugerindo a sua acumulação na célula. Tendo isto em conta, hipotetizamos que a depleção de USP8 induz uma acumulação de proteínas dentro do lisossoma, o que poderá levar à sua rutura interna. Relativamente ao potencial terapêutico dos monoterpenos, os nossos resultados demonstram que o limoneno foi bastante eficaz na promoção da reparação lisossomal, uma vez que este composto levou a um maior recrutamento da maquinaria de reparação e, consequentemente, observou-se menos dano lisossomal. De facto, as células com silenciamento da USP8 na presença de limoneno apresentaram menos pontos de Galactina 3 (Gal3), um marcador de dano lisossomal, após o tratamento com LLOMe, corroborando assim os resultados anteriores. Embora sejam necessários estudos adicionais para complementar e validar estas descobertas, os resultados promissores aqui relatados estabelecem uma plataforma de lançamento para futuros estudos sobre este tópico.Outro - This work was financed by La Caixa Foundation and Foundation for Science and Technology (FCT), under the project PD21-00003, the FCT under the project 22.05810.PTDC, the European Regional Development Fund (ERDF), through the Operational Program for Competitiveness Factors (COMPETE; under the projects, CENTRO-01-0145-FEDER-032179, CENTRO-01-0145-FEDER-032414, UIDP/04539/2020). Support to iLAB – Microscopy and Bioimaging lab - from PPBI Portuguese Platform of BioImaging: POCI-01-0145-FEDER-022122 and CENTRO 04-3559-FSE-000142 was also provided.2024-10-312030-10-30T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://hdl.handle.net/10316/117400https://hdl.handle.net/10316/117400TID:203769953engSoares, Maria Inês Motainfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiainstacron:RCAAP2025-04-02T17:34:07Zoai:estudogeral.uc.pt:10316/117400Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireinfo@rcaap.ptopendoar:https://opendoar.ac.uk/repository/71602025-05-29T06:11:21.005854Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologiafalse
dc.title.none.fl_str_mv Identification of deubiquitinating enzymes involved in lysosomal damage and strategies for its repair
Identificação de enzimas desubiquitinantes envolvidas no dano lisossomal e estratégias para a sua reparação
title Identification of deubiquitinating enzymes involved in lysosomal damage and strategies for its repair
spellingShingle Identification of deubiquitinating enzymes involved in lysosomal damage and strategies for its repair
Soares, Maria Inês Mota
Lysosomal damage
Recovery mechanisms
Enzimas deubiquitinantes
Monoterpenos
Dano lisossomal
Mecanismos de recuperação
Deubiquitinating enzymes
Monoterpenes
title_short Identification of deubiquitinating enzymes involved in lysosomal damage and strategies for its repair
title_full Identification of deubiquitinating enzymes involved in lysosomal damage and strategies for its repair
title_fullStr Identification of deubiquitinating enzymes involved in lysosomal damage and strategies for its repair
title_full_unstemmed Identification of deubiquitinating enzymes involved in lysosomal damage and strategies for its repair
title_sort Identification of deubiquitinating enzymes involved in lysosomal damage and strategies for its repair
author Soares, Maria Inês Mota
author_facet Soares, Maria Inês Mota
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Soares, Maria Inês Mota
dc.subject.por.fl_str_mv Lysosomal damage
Recovery mechanisms
Enzimas deubiquitinantes
Monoterpenos
Dano lisossomal
Mecanismos de recuperação
Deubiquitinating enzymes
Monoterpenes
topic Lysosomal damage
Recovery mechanisms
Enzimas deubiquitinantes
Monoterpenos
Dano lisossomal
Mecanismos de recuperação
Deubiquitinating enzymes
Monoterpenes
description Dissertação de Mestrado em Investigação Biomédica apresentada à Faculdade de Medicina
publishDate 2024
dc.date.none.fl_str_mv 2024-10-31
2030-10-30T00:00:00Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/10316/117400
https://hdl.handle.net/10316/117400
TID:203769953
url https://hdl.handle.net/10316/117400
identifier_str_mv TID:203769953
dc.language.iso.fl_str_mv eng
language eng
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/embargoedAccess
eu_rights_str_mv embargoedAccess
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
instname:FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia
instacron:RCAAP
instname_str FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia
instacron_str RCAAP
institution RCAAP
reponame_str Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
collection Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP)
repository.name.fl_str_mv Repositórios Científicos de Acesso Aberto de Portugal (RCAAP) - FCCN, serviços digitais da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia
repository.mail.fl_str_mv info@rcaap.pt
_version_ 1833602606662942720

Registros relacionados