Resumen de Estudio electrofisiológico de la transmisión sináptica en neuronas cultivadas de hipocampo de ratones carentes de cysteine string protein-alfa (CSP-ALFA)
Pablo Luis García-Junco Clemente
CSP-alfa es única entre las proteínas de las vesículas sinápticas, ya que contiene un dominio dnaJ típico de proteínas co-chaperonas HSP-40. Los ratones que carecen CSP-alfa son aparentemente normales al nacer, pero desarrollan una neurodegeneración sináptica progresiva que causa defectos en la liberación del neurotransmisor después de 2-3 semanas de edad, que conduce a la muerte temprana en el segundo mes de vida. En esta Tesis Doctoral hemos investigado más detalles de la función sináptica en los cultivos de neuronas del hipocampo. En una primera parte, hemos tratado de dilucidar la implicación directa de la proteína CSP-alfa en los mecanismos de liberación del neurotransmisor mediante el análisis electrofisiológico de la transmisión sináptica en cultivos neuronales autápticos. En éstos, las neuronas aisladas en una microisla de astrocitos establecen sinapsis consigo mismas (autapsis), lo que permite que con un úniico electrodo seamos capaces de estimular la liberación presináptica del neurotransmisor y recoger la respuesta postsináptica. Estos estudios han demostrado que la ausencia de CSP-alfa no impide la correcta y eficiente liberación del neurotransmisor. En la segunda sección hemos estudiado desde un punto de vista estructural y funcional el fenotipo temporal de neuronas excitatorias e inhibitorias de hipocampo en cultivo. En el ratón, la ausencia de CSP-alfa produce un fenotipo neurodegenerativo dependiente del tiempo, lo que podría asociar la proteína CSP-alfa con un papel de chaperón de proteínas presinápticas que precisan de mecanismos de protección ante niveles mantenidos de actividad sináptica. Este estudio ha demostrado una degeneración sináptica in vitro dependiente del tiempo, y específica para terminales GABAérgicos de interneuronas de alta actividad que expresan parvalbúmina y synaptotagmina2 (células en cesta y células axoaxónicas). Los terminales glutamatérgicos no se encuentran afectados desde un punto de vista funcional o estructural. A nivel funcional se detecta un decremento en los tamaños de los mEPSCs de AMPA debido a un fenómeno de plasticidad homeostática conocido como escalado sináptico de receptores, como respuesta a los altos niveles de actividad en el cultivo ante la degeneración de los terminales inhibitorios. Estos resultados muestran cómo la ausencia de CSP-alfa no afecta directamente a los mecanismos de liberación sináptica, pero la proteína parece esencial para el mantenimiento integral de las sinapsis dependiente del tiempo.
