Mecanismos celulares asociados a la persistencia de la memoria: CaMKII y plasticidad sináptica

• Autores: Yectivani Juárez
• Directores de la Tesis: Martha Lilia Escobar Rodríguez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Nacional Autónoma de México ( México ) en 2020
• Idioma: español
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: ru.dgb.unam.mx
• Resumen
  • español

    Una de las preguntas centrales en el campo de la neurociencia cognitivase refiere a cómo se mantiene la memoria por periodos prolongados.El fenómeno de plasticidad sináptica conocido como potenciación de largo plazo (LTPpor las siglas en inglés de long-term potentiation) ha contribuidode manera sustancial ala comprensión de los mecanismos celulares asociados a la memoria.Recientementese ha propuesto a la proteína cinasa dependiente de calcio/calmodulina tipo II (CaMKII) como una molécula central en el mantenimiento de la LTP y en consecuenciade la memoria, aunque el conocimiento al respecto es aún incipiente. Por ello,en el presente trabajo se evaluó el papel de CaMKII en el mantenimiento de la LTP,así comodela memoria en dos áreas relevantes para el procesamiento de información: el hipocampo y la neocorteza.En el caso del hipocampo lavíade las fibras musgosas hacia el área CA3 (FM-CA3) permite el análisis de la relación entre la expresión de la LTP y los cambios morfológicos asociados al mantenimiento de la memoria. Con este propósito, se efectuó la administración aguda del inhibidor no competitivo de CaMKII (myr-CaMKIINtide) en el área CA3 del hipocampo de ratas adultas durante la fase de mantenimiento de la LTP de la vía FM-CA3 in vivo. Siete días después de la inducción de la LTP se evaluó la reorganización morfológica en el área CA3 del hipocampo. Los resultados muestran que la inhibición de CaMKII bloquea el mantenimiento de la LTP de las fibras musgosas e impide la reorganización estructural en el área CA3.En el caso de la neocorteza,se ha demostrado que la inducción de LTP en la víaque va del núcleo basolateral amigdalino (Bla) hacia la corteza insular (CI) modula la retención de la memoria del condicionamiento de aversión a los sabores (CAS), en el cual un estímulo gustativo novedoso es asociado con un malestar gástrico. Con el propósito de analizar la participación de CaMKII en este proceso, se llevó a cabo la administración intracortical del inhibidor selectivo myr-CaMKII durante la fase demantenimiento de la LTP en la vía Bla-CI de ratas adultas in vivo, así como veinticuatro horas después de la adquisicióndel CAS.Losresultados muestran que la inhibición deCaMKII en la CI veinticuatro horas después de la adquisición de esta tarea, deteriora la persistencia de la memoria del CAS y revierte la LTP de la vía Bla-CI de manera persistente. En conjunto, estoshallazgos apoyan la idea de que CaMKII es un sustrato molecular clave en el mantenimiento a largo plazo de la plasticidad sináptica que subyace a la persistencia de la memoria.

  • English

    A central questionin the field of cognitive neuroscience refers to how memory is maintained for prolonged periods. The phenomenon of synaptic plasticity known as long-term potentiation (LTP) has contributed substantially to the understanding of the cellular mechanisms associated with memory. Recently, calcium/calmodulin-dependentprotein kinase type II (CaMKII) has been proposed as a central molecule in the maintenance of LTP and consequently of memory, although knowledge about thisis still incipient. Therefore, in the present workwe evaluatedthe role of CaMKII in the maintenance of LTP, as well as memory in two relevant areas for information processing: the hippocampus and the neocortex.In the case of thehippocampus, the pathway connecting mossy fibers to the CA3 area (MF-CA3) allows the analysis of the relationship between the expression of LTP and the morphological changes associated with memory maintenance. For this purpose, acute administration of the non-competitive CaMKII inhibitor (myr-CaMKIINtide) was carried out in the CA3 area of the hippocampus of adult rats during the maintenance phase of the MF-CA3LTPin vivo. Seven days after the induction of LTP, the morphological reorganization in the CA3 area of the hippocampus was evaluated. The results show that the inhibition of CaMKII blocks the maintenance of the LTP of the mossy fibers and prevents the structural reorganization in the CA3 area.In the case of the neocortex, our previous studies have demonstrated that induction of LTP in the basolateral amygdaloid nucleus-insular cortex (Bla-IC) pathway before CTA training increased the retention of this task. Although it is known that IC-LTP induction and CTA consolidation share similar molecular mechanisms, little is known about the molecular actors that underlie their maintenance. The purpose of the present study was to evaluate the role of CaMKII in the maintenance of in vivoBla-IC LTP as well as in the persistence of CTA long-term memory (LTM). Our results show that acute microinfusion of myr-CaMKIINtide, in the IC of adult rats during the late-phase of in vivoBla-IC LTP blocked its maintenance. Moreover, the intracortical inhibition of CaMKII twenty-four hours after CTA acquisition impairs CTA-LTM persistence.Taken together, these findings support the idea that CaMKII is a key molecular substrate in the long-term maintenance of the synaptic plasticity that underlies memory persistence.