Tesis doctoral de María Dolores Pastor Herrera
Los astrocitos son las células más abundantes del cerebro y sus funciones son esenciales para mantener la homeostasis cerebral, ya que aportan soporte trófico y metabólico a las neuronas y modulan la actividad sináptica. En neuropatologías como la isquemia los astrocitos experimentan una transformación (astrogliosis) que tiene consecuencias para la integridad cerebral. Sin embargo, los cambios moleculares asociados a la astrogliosis no están suficientemente caracterizados, como tampoco ha sido convenientemente estudiada la participación de los astrocitos en la isquemia; debido, en parte, a que muestran menor susceptibilidad que las neuronas al daño isquémico. nosotros hemos utilizado un modelo de isquemia in vitro consistente en la supresión de oxígeno y glucosa, combinado con un abordaje de differential display de arnm, con el fin de encontrar nuevas moléculas implicadas en la respuesta astrocitaria a la isquemia que nos permitan entender mejor este proceso. en primer lugar, describimos el hallazgo de chop (cebp homologous protein) como un gen altamente inducido en astrocitos en nuestro modelo de isquemia in vitro. El análisis de la expresión de chop nos ha permitido demostrar que la muerte isquémica de los astrocitos depende de la inducción de la respuesta de estrés del retículo endoplásmico, caracterizada por la activación de factores específicos entre los que se encuentran las chaperonas grp78 y grp94, y el factor de transcripción proapoptótico chop. Nuestros datos indican que la expresión de chop es responsable, al menos en parte, de la muerte astrocitaria inducida por la isquemia, ya que la supresión de chop incrementa significativamente la supervivencia. Chop también mostró ser suficiente para inducir la apoptosis astrocitaria por sí mismo, dado que su expresión en astrocitos induce la apoptosis en ausencia de ningún otro estímulo. Entre los mecanismos implicados en la apoptosis inducida por chop hemos detectado una disminución del factor antiapoptótico bcl-2. en segundo lugar, mostramos el análisis de las funciones de las quinasas de la proteína ribosomal s6 (s6ks) en la respuesta astrocitaria a la isquemia. En este caso, el análisis de differential display mostró que el arnm de s6k1 disminuye en astrocitos sometidos a nuestro modelo de isquemia in vitro. El análisis subsiguiente demostró que la disminución del arnm es seguida de una disminución de la proteína s6k total y fosforilada, así como de la fosforilación de su sustrato, la proteína s6. El análisis de las funciones de las s6ks en isquemia fue llevado a cabo en ratones knockout en los que ambas isoformas de la s6k -1 y 2- habían sido suprimidas por recombinación homóloga. Observamos que los astrocitos de ratones s6k-/- muestran mayor susceptibilidad a la isquemia. El análisis de los mecanismos implicados en esta mayor susceptibilidad reveló que los astrocitos s6k-/- responden a la isquemia con una menor inactivación del factor antiapoptótico bad, menor expresión de los factores antiapoptóticas bcl-2 y bcl-xl y mayor acúmulo de especies reactivas del oxígeno. además, su capacidad de síntesis proteica está más afectada por la isquemia y no se recupera con la misma facilidad tras la reoxigenación. La realización de isquemia in vivo utilizando el modelo de oclusión permanente de la arteria cerebral media reveló una mayor susceptibilidad de los ratones s6k-/- caracterizada por mayor mortalidad y mayor volumen de infarto cerebral, indicando que s6k podría jugar un papel determinante en la isquemia cerebral. por otra parte, los canales de ca2+ dependientes de voltaje (ccdv), responsables de la entrada de ca2+ al interior de la célula cuando se despolariza su membrana plasmática, son estimulados en neuropatologías como la isquemia. En la última sección de este trabajo analizamos la expresión de los ccdv en astrocitos, y su regulación en un modelo de astrogliosis inducido por la sobreexpresión adenoviral de pkc¿. Nuestros datos indican que pkc¿ estimula las corrientes de calcio astrocitarias potenciando específicamente la expresión de dos tipos de ccdv, los de tipo l y p/q. además, el bloqueo del canal de tipo l impide el crecimiento de prolongaciones astrocitarias inducido por pkc¿, y que son características de la astrogliosis. En definitiva, nuestro trabajo permite sugerir que la modulación de ccdv por pkc¿ está implicada en la astrogliosis. Futuros experimentos habrán de determinar si los procesos aquí descritos están asociados a la astrogliosis isquémica y cuales son sus consecuencias para la supervivencia neuronal.
Datos académicos de la tesis doctoral «Mecanismos implicados en la respuesta astrocitaria a la isquemíacerebral«
- Título de la tesis: Mecanismos implicados en la respuesta astrocitaria a la isquemíacerebral
- Autor: María Dolores Pastor Herrera
- Universidad: Castilla-la mancha
- Fecha de lectura de la tesis: 12/12/2008
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Soledad Calvo Martinez
- Tribunal
- Presidente del tribunal: iñigo Azcoitia elias
- joaquín Jordán bueso (vocal)
- valérie Petegnief (vocal)
- rosa María Soler tatché (vocal)