La señalización purinérgica como modulador de la neurogénesis posnatal y adulta

• Autores: Lucia Paniagua Herranz
• Directores de la Tesis: Felipe Ortega (dir. tes.), Esmerilda García Delicado (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2022
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Magdalena Torres Molina (presid.), Eva de Lago Femia (secret.), Isabel Fariñas (voc.), Mairena Martin Lopez (voc.), Benedikt Berninger (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Bioquímica, Biología Molecular y Biomedicina por la Universidad Complutense de Madrid
• Materias:
  • Química
    • Bioquímica
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen
  • español

    La señalización purinérgica está implicada en la diferenciación y la homeostasis del sistema nervioso. Los nucleótidos actuando de manera coordinada sobre receptores metabotrópicos P2Y e inotrópicos P2X regulan multitud de procesos en neuronas y células gliales. En este trabajo hemos analizado la implicación de la señalización purinérgica en el proceso de neurogénesis en dos nichos neurogénicos, el cerebelo posnatal y la zona subependimaria del cerero adulto murino. Hemos estudiado si la modulación del transportador vesicular de nucleótidos (VNUT), esencial para el almacenamiento de los nucleótidos en las vesículas sinápticas, afecta la diferenciación de los progenitores cerebelosos. Para ello hemos puesto a punto un sistema de cultivo de los progenitores cerebelosos de diferentes estadios postnatales (P0 y P5), a muy baja densidad y en ausencia de factores tróficos, que permite el seguimiento de las células individuales en tiempo real mediante el sistema de videomicroscopía de time lapse y la identificación de la progenie generada por experimentos de imnunocitofluorescencia con anticuerpos que reconocen marcadores celulares, ßIII-Tubulina (linaje neurogénico), GFAP (linaje astroglial), SOX2 (células madre neurales) y O4 (linaje oligodendroglial). Hemos demostrado que los progenitores neurales cerebelosos mantienen su naturaleza neurogénica en ausencia de factores tróficos procedentes de su nicho neurogénico. Los progenitores cerebelosos dividen predominantemente de forma simétrica generando neuronas glutamatérgicas e interneuronas GABAérgicas funcionales en proporciones similares a las reportadas in vivo. Así mismo, hemos corroborado que las NSCs aisladas del cerebelo posnatal también son capaces de autorrenovarse mediante divisiones asimétricas. No obstante, a medida que se avanza en el desarrollo, las NSCs pierden la capacidad de autorrenovación y tienden a permanecer en estado quiescente. El tratamiento de los cultivos de progenitores aislados a P0 con el inhibidor de VNUT, clodronato, altera su comportamiento y los árboles de linaje. La modulación del transportador VNUT resulta en un descenso del número de NSCs acompañado de un aumento en el número de árboles del linaje simétricos suprimiendo el proceso de autorrenovación. No se observaron cambios apreciables en el comportamiento de los progenitores neuronales obtenidos a P5. Estos resultados sugieren que VNUT podría regular el balance entre quiescencia y activación de las NSCs, si bien la ventana de actuación parece estar restringida al estadio P0 posnatal. En la segunda parte del trabajo hemos analizado la implicación de la señalización purinérgica en el proceso de neurogénesis en la SEZ adulta, concretamente hemos confirmado que el receptor P2Y13 específico para ADP regula el comportamiento de las NSCs en cultivo. Hemos demostrado que el receptor P2Y13 se expresa en la población de NSCs aisladas de la SEZ, mayoritariamente, en las NSCs en estado primed. La activación del receptor P2Y13 induce la entrada en ciclo celular y su progresión en el linaje, produciendo un aumento del número de clones complejos simétricos de cuatro y cinco rondas de división. Por el contrario, en presencia del antagonista, MRS2211, las NSCs permanezcan en estado quiescente. Además, la señalización mediada por el receptor P2Y13 no sólo resulta en la activación de las NSCs sino que también reduce su capacidad de autorrenovación. Asimismo, hemos comprobado que la sobreexpresión del receptor in vivo induce la activación y la diferenciación de las NSCs de la región ventral de la SEZ murina. Los resultados presentados en este trabajo confirman el papel que juega la señalización mediada por nucleótidos en el proceso de neurogénesis sugiriendo dos posibles dianas farmacológicas el transportador VNUT y el receptor metabotrópico P2Y13 que podrían modular el balance quiescencia y activación de las NSCs

  • English

    Neurogenesis is defined as the generation of new functional neurons from neural stem cells(NSCs). These cells have the theorical capacity to generate all glial and neuronal cell types of the nervous system and to self-renew an indefinite number of times without losing their phenotype and ability to differentiate (Gage, 2000, Weissman et al., 2001). By the end of embryonic development most of the neurons of the Central Nervous System (CNS) are formed. However, the process of neurogenesis continues in both the posnatal and adult stages. Several studies have tried to identify the behavior of NSCs along their lineage progression to give rise to the different neural populations as well as to elucidate the molecular mechanisms that govern the process of neurogenesis. However, still many questions remain to be answered. Highlighted among them are: i) To what extent are NSCs dependent on intrinsic programs and/or signals from their neurogenic niche when generating their corresponding neural lineages? ii) Is an NSC capable of giving rise to the three neuralline ages (astrocytes, oligodendrocytes and neurons) or, conversely, does it exhibit restrictions in the choice of its cell fate? iii) What are the signaling pathways involved in the regulation of the process of neurogenesis? In the present work we aim to answer some of these questions analysing the involvement of nucleotide-mediated signaling in the behavior of NSCs from two neurogenic niches: the posnatal cerebellum and the adult subependy malzone (SEZ)...