Caracterización de células mieloides cerebrales y sus alteraciones en un modelo murino de envejecimiento
- Autores: Elena Quintana Menéndez
- Directores de la Tesis: Eva Maria Cano Lopez (dir. tes.), Silvia Magdalena Arribas Rodríguez (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2017
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Pedro Tranque Gomez (presid.), María del Mar Pérez (secret.), Sonsoles Hortelano Blanco (voc.)
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- Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
- Resumen
Las células mieloides, en el sistema nervioso central (SNC), constituyen una clase heterogénea de células del sistema inmune innato que contribuyen al mantenimiento de la homeostasis en los tejidos durante el desarrollo y la edad adulta. El aislamiento y caracterización de las diferentes subpoblaciones de células mieloides en el cerebro sano de ratones adultos, resulta clave para entender su papel en muchos procesos con perfil inflamatorio. Para ello, nos hemos servido de ratones transgénicos Csf1r-EGFP y Clec9aegfp/egfp, que nos permiten visualizar las distintas subpoblaciones de células mieloides y realizar un seguimiento adecuado de su purificación, seguido de la caracterización de las células con marcadores específicos, mediante análisis por citometría de flujo, así como la caracterización de las distintas subpoblaciones en el cerebro tras el tratamiento con Flt3 (FMS-like tyrosine kinase 3), una citoquina implicada en la homeostasis de las células dendríticas (DCs), las principales células presentadoras de antígeno.
Dentro de los receptores de lectina tipo C, el DNGR-1 (CLEC9A) es un marcador específico de DCs con funciones similares aunque localizaciones distintas: las DCs CD8α+ en tejidos linfoides y las DCs CD103+CD11blow en tejidos periféricos. DNGR-1 se expresa principalmente en las meninges y en los plexos coroideos y su expresión en cerebro se ve aumentada en presencia de Flt3L. La mayoría de estas células expresan moléculas del complejo mayor de histocompatibilidad de clase II (MHC II). Además, se detectó un incremento de marcadores específicos de DC de bazo CD8α+, como Batf-3 e Irf-8, pero no de moléculas co-estimuladoras como Cd80 y Cd86, indicando un fenotipo inmaduro de este tipo celular. La presencia de DNGR-1 en cerebro constituye por tanto, un marcador específico de una subpoblación de DCs implicadas en el reconocimiento de células muertas y en la presentación cruzada a linfocitos T CD8+.
A continuación, nos hemos centrado en la cada vez más estrecha relación entre el sistema inmune y el envejecimiento; en especial, en el papel de los macrófagos del parénquima cerebral o BP (microglía). La microglía constituye la primera línea de defensa que responde a cualquier tipo de daño, coordinando la respuesta innata y adaptativa. Sin embargo, no se conoce completamente su papel en condiciones de envejecimiento normal y patológico. En animales jóvenes y sanos, usando el marcador Iba-1 (ionized calcium-binding adapter molecule 1), se observa que la microglía suele presentar una morfología ramificada, con prolongaciones largas y finas y una distribución homogénea por todo el cerebro, sin solaparse las prolongaciones entre ellas. Ante un daño o lesión (como lesión mecánica), la microglía cambia de morfología de forma drástica, engrosándose el citoplasma y acortándose las prolongaciones, adquiriendo mucha mayor expresión de este marcador. Esta respuesta, durante mucho tiempo, ha sido definida como “activación de microglía”. Hasta ahora, el consenso general sobre la microglía en el envejecimiento era la presencia de cambios fenotípicos compatibles con el aumento de su estado de activación. No obstante, todavía no está del todo claro si la neurodegeneración puede ser debida a un funcionamiento erróneo de las células cerebrales envejecidas o a una acumulación de daños con la edad.
Para ello, se utilizó un modelo animal de envejecimiento acelerado, los SAM (senescence-accelerated prone mouse) y en concreto la cepa SAM P8, comparándolo con ratones de su mismo fondo genético pero con un envejecimiento normal, los SAM R1. Todos los ratones mostraron un ligero aumento de las células Iba-1+ con la edad; sin embargo, el número de células permaneció estable, a tenor de los niveles de expresión génica mantenidos de Cx3cr1, indicando cierto aumento de la señalización de Iba-1+. Los ratones SAM P8 mostraron un número significativamente menor de Iba-1+ a los 2 meses (m) en hipocampo, una región clave en el envejecimiento. Por los motivos que sean, en SAM P8 hubo menor expresión de este marcador, como si fuera defectivo en Iba-1, independientemente de si esa microglía fuera reactiva o activada. Al analizar el perfil de citoquinas proinflamatorias de la microglía aislada de BP, se detectó un aumento de TNF-α, IL-6, IL-1β y CCL-2 en P8 sobre los R1 desde los 2 m. Este estado de sensibilización de la microglía de BP no se acompañó de co-localización con MHC II+. En cambio, sí se registró expresión de microglía Iba-1+MHC II+ en los plexos coroideos, una región con un papel crítico para orquestar los pasos iniciales de la inflamación en el SNC. En los SAM P8, el número de células Iba-1+MHC II+ aumentaron con la edad pero era una población menor que en controles CD1-ICR de las mismas edades, señalando quizás, un papel defectivo en la respuesta inflamatoria. Otros de los cambios llamativos con la edad ha sido lo que se denomina como “microglía distrófica”. La microglía en el hipocampo de los SAM P8 y animales envejecidos se observó desramificada, con prolongaciones tortuosas y citoplasma fragmentado. Al analizar marcadores de daño celular como γH2AX, apareció dañada en algunas regiones muy concretas como el hipocampo. Los mecanismos que subyacen en el envejecimiento y cuándo estos pueden resultar protectores/deletéreos, será la clave de la forma de diseñar nuevas estrategias a la hora de atajar muchos de los trastornos con un perfil neuroinflamatorio.
