l-Serina este un aminoacid alimentar natural care a primit recent o atenție reînnoită ca terapie potențială pentru tratamentul sclerozei laterale amiotrofice (ALS), boala Alzheimer (AD), neuropatia autonomă senzorială ereditară de tip I (HSAN1), și inducerea și întreținerea somnului. Am raportat anterior funcțiile L-serinei ca un inhibitor competitiv al toxicității L-BMAA în culturile celulare și de atunci am progresat pentru a examina efectele neuroprotectoare ale L-serinei independente de neurotoxicitatea indusă de l-BMAA. De exemplu, într-un studiu clinic uman de fază I, aprobat de FDA, la 20 de pacienți cu ALS, laboratorul nostru a raportat că 30 g L-serină/zi a fost sigură, bine tolerată și a încetinit progresia bolii la un grup de 5 pacienți. În ciuda creșterii dovezilor că l-Serina este utilă în clinică, se știe puțin despre mecanismul de acțiune al neuroprotecției observate. Am raportat anterior, în culturile de celule SH-SY5Y, că L – Serina singură poate deregla răspunsul proteic desfășurat (UPR) și poate crește translația izomerazei disulfidice a proteinei chaperone (PDI), iar aceste mecanisme pot contribui la clearance-ul proteinelor greșite sau desfăcute. Aici, explorăm în continuare căile implicate în clearance-ul proteinelor atunci când l-Serina este prezentă în concentrații scăzute și mari în cultura celulară. Am incubat celulele SH-SY5Y în prezența și absența l-serinei și am măsurat modificările activității enzimelor proteolitice din sistemul autofagic-lizozomal, catepsina B, catepsina L și arilsulfataza și activitățile specifice ale proteazomului, hidrolizarea peptidilglutamil-peptidică (PGPH) (numită și caspază), chimotripsină și tripsină. În condițiile noastre, raportăm că l-Serina a indus selectiv activitatea enzimelor autofagic-lizozomale, catepsinele B și L, dar nu oricare dintre activitățile de proteazom-hidrolizare. Pentru a permite compararea cu lucrările anterioare, am incubat și celulele cu L-BMAA și nu am raportat niciun efect asupra activității lizozomilor autofagici sau a proteazomilor. De asemenea, am dezvoltat un script open-source pentru automatizarea calculelor de regresie liniară a datelor cinetice. Insuficiența sau eșecul autofagiei este caracteristic multor boli neurodegenerative; astfel, activarea proteolizei autofagic-lizozomale poate contribui la efectul neuroprotector al l-serinei, care a fost raportat în culturi celulare și studii clinice la om.
