The role of RNA-demethylase FTO in the energy metabolism of brain cells

Abstract

Oxidační stres představuje základní mechanismus, který se podílí na stárnutí a na vzniku onemocnění souvisejících s věkem. Nedávné výzkumy naznačují zapojení RNA demetylázy FTO a následně i dráhy m6A do regulace oxidačního poškození v mozku. Přesné mechanismy, jimiž FTO moduluje odpověď na oxidační stres, však zůstávají nedostatečně objasněny. V tomto projektu jsme nejprve hodnotili neuroprotektivní účinky inhibice FTO pomocí MO-I-500, nízkomolekulárního inhibitoru FTO, v buňkách SH-SY5Y diferencovaných kyselinou retinovou a BDNF (dSH-SY5Y) a vystavených tert-butylhydroperoxidu (TBHP). Za bazálních podmínek MO-I- 500 posunul energetický stav buněk dSH-SY5Y směrem k méně energetickému stavu, což buňky chránilo před oxidačním poškozením. Srovnatelné výsledky byly pozorovány také po zprostředkovaném knockdownu FTO pomocí siRNA. Za podmínek oxidačního stresu indukovaného TBHP MO-I-500 snížil intracelulární hladiny ROS, zvýšil produkci ATP a podpořil mitochondriální biogenezi, doprovázenou zvýšenou expresí PGC1α. Tato zjištění naznačují, že farmakologická inhibice FTO může modulovat oxidační poškození a snižovat riziko neurodegenerativních onemocnění. Dále jsme zkoumali roli FTO ve ferroptóze, formě regulované buněčné smrti řízené železem závislou peroxidací lipidů a akumulací lipidově odvozených...

Oxidative stress is a fundamental mechanism driving aging and age-related diseases. Recent research implicates FTO RNA demethylase, and consequently the m6A pathway, in the regulation of oxidative damage in the brain. However, the exact mechanisms by which FTO modulates the response to oxidative stress remain poorly understood. In this project, we first assessed the neuroprotective effects of FTO inhibition using MO-I-500, a small-molecule FTO inhibitor, in SH-SY5Y cells differentiated with retinoic acid and BDNF (dSH- SY5Y) and exposed to tert-butyl hydroperoxide (TBHP). Under basal conditions, MO-I-500 shifted the energy status of dSH-SY5Y cells towards a less energetic state, which protected the cells from oxidative damage. Comparable results were observed following siRNA-mediated knockdown of FTO. Under TBHP-induced oxidative conditions, MO-I-500 reduced intracellular ROS levels, increased ATP production, and enhanced mitochondrial biogenesis, accompanied by upregulation of PGC1α. These findings indicate that pharmacological inhibition of FTO might modulate oxidative damage and reduce the risk of neurodegenerative diseases. Furthermore, we investigated the role of FTO in ferroptosis, a form of regulated cell death driven by iron-dependent lipid peroxidation and the accumulation of lipid-derived...