RIG-I Mediated Neuron-Specific IFN Type 1 Signaling in FUS-ALS Induces Neurodegeneration and Offers New Biomarker-Driven Individualized Treatment Options for (FUS-)ALS

Publikation: Beitrag in FachzeitschriftForschungsartikelBeigetragenBegutachtung

Beitragende

  • Marcel Naumann - , Universitätsmedizin Rostock (Autor:in)
  • Theresa M. Wierschin - , Universitätsmedizin Rostock (Autor:in)
  • Stefanie Kretschmer - , Klinik und Poliklinik für Kinder- und Jugendmedizin (Autor:in)
  • Banaja P. Dash - , Universitätsmedizin Rostock (Autor:in)
  • Aaron Held - , Massachusetts General Hospital (Autor:in)
  • Andrea Salzinger - , Massachusetts General Hospital (Autor:in)
  • Kevin Peikert - , Universitätsmedizin Rostock (Autor:in)
  • Anže Karlek - , Universitätsmedizin Rostock (Autor:in)
  • Hannes Glaß - , Universitätsmedizin Rostock (Autor:in)
  • Dajana Großmann - , Universitätsmedizin Rostock (Autor:in)
  • René Günther - , Klinik und Poliklinik für Neurologie, Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) - Standort Dresden (Autor:in)
  • Susanne Petri - , Medizinische Hochschule Hannover (MHH) (Autor:in)
  • Annekathrin Rödiger - , Universitätsklinikum Jena (Autor:in)
  • David Brenner - , Universitätsklinikum Ulm (Autor:in)
  • Francisco Pan-Montojo - , Klinikum der Ludwig-Maximilians-Universität (LMU) München, Neurologische Klinik Sorpesee, Biogipuzkoa Health Research Institute, Instituto de Salud Carlos III (Autor:in)
  • Eleonora Aronica - , Amsterdam University Medical Centers (UMC) (Autor:in)
  • Markus Kipp - , Universitätsmedizin Rostock (Autor:in)
  • Vitaly Zimyanin - , University of Virginia (Autor:in)
  • Jared Sterneckert - , Professur für iPS Zellen und neurodegenerative Erkrankungen, Hochschulmedizin (Medizinische Fakultät und Universitätsklinikum) (Autor:in)
  • Torsten Grehl - , Alfried Krupp Krankenhaus (Autor:in)
  • Noah D. Seebacher - , Universität Ulm (Autor:in)
  • Tobias M. Böckers - , Universität Ulm, Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) - Standort Ulm (Autor:in)
  • Alberto Catanese - , Universität Ulm, Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) - Standort Ulm, Universitätsklinikum Aachen (Autor:in)
  • Brian J. Wainger - , Massachusetts General Hospital, Broad Institute of Harvard University and MIT (Autor:in)
  • Patrick Oeckl - , Universitätsklinikum Ulm, Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) - Standort Ulm (Autor:in)
  • Min Ae Lee-Kirsch - , Klinik und Poliklinik für Kinder- und Jugendmedizin, UniversitätsCentrum für Seltene Erkrankungen, Deutsches Zentrum für Kinder- und Jugendgesundheit (DZKJ) - Standort Leipzig/Dresden (Autor:in)
  • Andreas Hermann - , Universitätsmedizin Rostock, Deutsches Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) - Standort Rostock/Greifswald (Autor:in)

Abstract

Recent research demonstrated activation of the innate immune system in ALS models. This pathway can be activated by cGAS-STING sensing of cytosolic DNA that accumulates as a result of chronic DNA damage and defective mitochondria, both of which was identified as pathology in FUS-ALS. Therefore, we analyzed innate immune pathways in FUS-ALS, which revealed upregulation of interferon-stimulated genes (ISGs) and activation of the TBK1-IRF3 pathway in FUSmut iPSC-derived spinal motor neurons (sMNs). Accumulation of cytosolic dsRNA and its sensor RIG-I, but not MDA5, was found to be significantly upregulated in FUSmut sMNs, which was abolished upon siRNA-mediated knockdown of RIG-I. RIG-I was highly expressed in FUS-ALS post-mortem α-MNs. IFN treatment of FUSwt sMNs phenocopied the axonal degeneration of FUSmut sMNs. Mitochondrial transcription, a known source of dsRNA, was found to be upregulated in compartmental axonal RNAseq analysis and its inhibition reduced ISGs in FUS-ALS sMNs. The JAK-STAT inhibitor ruxolitinib alleviated the upregulated ISG expression and reversed the axonal degeneration of sMNs. Finally, we analyzed ISG expression in peripheral blood from 18 FUS-ALS patients, eight of whom had a significantly elevated interferon signature. RIG-I-mediated innate immune activation in sMNs may be an interesting novel individualized biomarker-driven therapeutic target in (FUS-) ALS. A one-sentence summary of your paper: RIG-I-mediated innate immune activation is found in FUS-ALS spinal motor neurons caused by cytosolic dsRNA accumulation due to mitochondrial transcriptional activation and is amenable to JAK-STAT inhibition and might thus be an interesting novel individualized biomarker-driven therapeutic approach in (FUS-) ALS.

Details

OriginalspracheEnglisch
Aufsatznummere17135
FachzeitschriftAdvanced science
Jahrgang13
Ausgabenummer18
PublikationsstatusVeröffentlicht - 27 März 2026
Peer-Review-StatusJa

Externe IDs

PubMed 41603250
ORCID /0000-0002-7688-3124/work/220700562

Schlagworte

Schlagwörter

  • cGAS-STING pathway, double-stranded RNA, pathogen-associated molecular patterns, RIG-I, RIG-I like receptors, RNA-sequencing, type 1 interferon