Transcriptomic effects of depleted uranium on acetylcholine and cholesterol metabolisms in Alzheimer's disease model

Some heavy metals, or aluminium, could participate in the development of Alzheimer disease (AD). Depleted uranium (DU), another heavy metal, modulates the cholinergic system and the cholesterol metabolism in the brain of rats, but without neurological disorders. The aim of this study was to determine what happens in organisms exposed to DU that will/are developing the AD. This study was thus performed on a transgenic mouse model for human amyloid precursor protein (APP), the Tg2576 strain. The possible effects of DU through drinking water (20 mg/L) over an 8-month period were analyzed on acetylcholine and cholesterol metabolisms at gene level in the cerebral cortex. The mRNA levels of choline acetyl transferase (ChAT) vesicular acetylcholine transporter (VAChT) and ATP-binding cassette transporter A1 (ABC A1) decreased in control Tg2576 mice in comparison with wild-type mice (respectively −89%, −86% and −44%, p < 0.05). Chronic exposure of Tg2576 mice to DU increased mRNA levels of ChAT (+189%, p < 0.05), VAChT (+120%, p < 0.05) and ABC A1 (+52%, p < 0.05) compared to control Tg2576 mice. Overall, these modifications of acetylcholine and cholesterol metabolisms did not lead to increased disturbances that are specific of AD, suggesting that chronic DU exposure did not worsen the pathology in this experimental model.

RésuméCertains métaux lourds, ou l’aluminium, peuvent participer au développement de la maladie d’Alzheimer. L’uranium appauvri (UA), un autre lourd métal, module le système cholinergique et le métabolisme du cholestérol dans le cerveau de rats, mais sans troubles neurologiques. Le but de cette étude est de déterminer ce qui arrive chez des animaux exposés à l’UA et qui vont développer la maladie d’Alzheimer. Cette étude a été réalisée chez un modèle de souris transgénique pour le précurseur de la protéine amyloïde humaine (APP), la souche Tg2576. Les effets possibles de l’UA via l’eau de boisson (20 mg/L) après huit mois de contamination ont été analysés sur les métabolismes de l’acétylcholine et du cholestérol au niveau génique dans le cortex cérébral. Les niveaux d’ARNm de la choline acétyl transferase (ChAT), du transporteur vésiculaire de l’acétylcholine (VAChT) et du transporteur cassette ATP-dépendant de type A1 (ABC A1) sont diminués chez la souris Tg2576 contrôle en comparaison à la souris de type sauvage (respectivement −89, −86 et −44 %, p < 0,05). L’exposition chronique de la souris Tg2576 à l’UA augmente le taux d’ARNm de la ChAT (+189 %, p < 0,05), de VAChT (+120 %, p < 0,05) et d’ABC A1 (+52 %, p < 0,05) en comparaison à des souris Tg2576 contrôles. Ces modifications sur les métabolismes de l’acétylcholine et du cholestérol n’entraînent pas d’augmentation des perturbations qui sont spécifiques de la maladie d’Alzheimer, suggérant ainsi que l’exposition chronique à l’uranium n’aggrave pas la pathologie, au moins dans ce modèle expérimental.