Resumen de Aplicación de modelos genéticamente manipulados "knoch-out" en neuro-oftalmología.
- español
Objetivo: Estudiar las funciones que realizan las proteínas ApoE, PTEN y P27kip1, sobre el nervio óptico (NO) y retina.
Material y Métodos: Este trabajo se ha llevado a cabo en ratones distribuidos en cinco grupos: 1) ratones wildtype (grupo Control), 2) ratones ApoE Knockout (grupo ApoE), 3) ratones ApoE Knockout suplementados con una dieta hipercolesterolémica (ApoE+D), 4) ratones heterocigotos PTEN Knockout, (grupo PTEN) y 5) ratones P27kip1 Knockout (grupo P27). Se realizaron análisis morfológicos y morfométricos en las retinas y nervios ópticos de todos los grupos, técnicas de inmunocitoquímica, western-blot e inmunobloting, para examinar la expresión de la proteína básica de la mielina (MBP) y proteína fibrilar ácida de la glía (GFAP). Sometimos a los cinco grupos de ratones a una modificación de la prueba de escape de Morris.
Resultados: En los grupos ApoE y ApoE+D, tanto las áreas de la sección trasversal del NO como de los axones fueron significativamente mayores que las del grupo Control (P<0.001, P<0.001). A pesar del aumento en el tamaño, éste no se acompañó de incremento en el número total de axones. Hemos comprobado la presencia de alteraciones en las células macrogliales, en los axones y vainas de mielina, que se reflejaban en la disminución de la expresión de las proteínas MBP y GFAP. No se observaron diferencias entre los NO de los ratones ApoE Knockout y los ApoE+D Knockout. Se observó una disminución del grosor en las retinas de los grupos ApoE y ApoE+D (P<0.001, P<0.001), acompañado de una disminución en la densidad celular retiniana, a expensas, fundamentalmente, de las capas nucleares externa e interna, más notable en el grupo alimentado con dieta hipercolesteromiante. Hemos documentado el engrosamiento de la Membrana de Bruch con presencia de vacuolas, también mas evidente en el grupo alimentado con el suplemento dietético lipídico. Este grupo presentaba además disminución de la expresión de GFAP en retina, sin influencia de la dieta recibida.
En el grupo P27, la superficie transversal de NO y axones eran significativamente mayores que las del grupo Control (P<0.001). Este aumento se acompañó de un incremento del número total de fibras ópticas. Se apreciaron alteraciones ultraestructurales en astrocitos, oligodendrocitos, axones y mielina, acompañadas de anomalías en la expresión de MBP y fundamentalmente de GFAP. En las retinas del grupo P27 existía una disminución muy significativa del grosor retiniano total. En el estudio ultraestuctural, tanto en los fotorreceptores como en el epitelio pigmentario, se detectaron múltiples alteraciones, acompañadas de una drástica disminución en la expresión retiniana de GFAP.
En el grupo PTEN, las áreas transversales del NO y de los axones fueron significativamente mayores que las del grupo Control (P<0.001). Sin embargo, no existió aumento significativo en el número total de axones, ni se apreciaron alteraciones en la expresión de MBP y de GFAP. Se detectó un aumento significativo del grosor retiniano total en relación a los controles (P<0.001).
Conclusiones: La falta de la expresión de ApoE induce en el NO de los ratones un patrón hipertrófico con marcadas alteraciones estructurales, independientemente de los niveles séricos lipídicos. En las retinas de estos animales predomina un patrón hipotrófico e hipoplásico. Las alteraciones morfológicas del NO y retina, producidas en estos ratones, no provocan alteraciones en la percepción de estímulos luminosos.
La ausencia de expresión de P27kip1 produce sobre los NO hipertrofia e hiperplasia, mientras que en la retina aparecen signos de atrofia. En ambas estructuras se detectan alteraciones morfológicas muy importantes.
Por último, la ausencia de expresión de PTEN induce, tanto en el NO como en la retina, un patrón hipertrófico.
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- English
Our purpose was to study the functions of the ApoE, PTEN and P27kip1 proteins, in the optic nerve (ON) and retina.
This study has been carried out with mice distributed in five groups: 1) wildtype mice (Control group), 2)ApoE Knockout mice (ApoE group), 3) ApoE Knockout mice fed with high cholesterol diet (ApoE+ D group), 4) PTEN heterocigotus Knockout mice, (PTEN group) and 5) P27kip1 Knockout mice (P27 group).
In the ApoE and ApoE+ D groups, the cross-sectional areas of the ON and axons were significantly higher than in the Control group (P< 0.001, P< 0.001). Morphological alterations were detected in the macroglial cells, axons and myelin sheaths. No significant changes were noticed in the ON between the ApoE and the ApoE+ D mice. ApoE and ApoE+ D groups showed a significant reduction in the retinal thickness (P< 0.001, P< 0.001), which was more important in the group fed with hypercholeterolemic diet.
In the P27 group, the ON cross-sectional area was significantly higher than in the Control group (P< 0.001). This increase was accompanied with an increment in the total number of optic fibres. Ultraestructural alterations were detected in astrocytes, oligodendrocytes, axons and myelin. The P27 group also showed a significant decrease in the retinal thickness with important morphological alterations.
In PTEN group, the ON and the axonal transversal areas were significantly higher than in the Control group (P< 0.001).
We can conclude that the no-expression of ApoE induces in the ON mice an hypertrophic pattern with important structural alterations, independently with the lipidic cholesterol levels. An hypotrophic pattern was present in the retinas of these animals.
The absence in the expression of P27kip1 protein induces hypertrophia and hyperplasia in the ON, while signs of disorganization and atrophy are presents in the retina.
Lastly, the no-expression of PTEN protein induces, in the ON and retina, a hypertrophic pattern.
