Papel de la interacción cereblon-receptor CB1 cannabinoide en la discapacidad intelectual no sindrómica

• Autores: Alba Hermoso Lopez
• Directores de la Tesis: Manuel Guzmán Pastor (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2025
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: José Javier Fernández Ruiz (presid.), Carmen Rodríguez Cueto (secret.), Alejandro Higuera Matas (voc.), Fernando Berrendero Diaz (voc.), Alicia Mansilla Aparicio (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Bioquímica, Biología Molecular y Biomedicina por la Universidad Complutense de Madrid
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen

  • La discapacidad intelectual es aquella alteración que presenta afectadas las capacidades cognitivas y de adaptación al ambiente y al entorno social. A pesar de tener un origen heterogéneo, el 25-50% de los casos está causado por algún factor genético. CRBN es uno de los genes cuya mutación se asocia a la discapacidad intelectual no sindrómica autosómica recesiva (ARNSID), lo que sugiere que la proteína cereblon (CRBN) desempeña un papel fundamental en los procesos de memoria y aprendizaje. CRBN, además de ser la diana farmacológica de la talidomida, forma parte del complejo CLR4CRBN, en el cual reconoce y permite la transferencia de ubiquitina a diversos sustratos celulares ya descritos como los canales de potasio de alta conductancia dependientes de calcio y potencial (BKCa) y la proteína quinasa activada por AMP (AMPK). De forma análoga, el receptor cannabinoide de tipo 1 (CB1R) está implicado en el control de numerosas funciones biológicas, incluidos los procesos cognitivos y mnemónicos. Tras la identificación previa por nuestro grupo de CRBN como una posible proteína interactora del dominio C-terminal de CB1R, en esta tesis doctoral se establecieron los siguientes objetivos: . Objetivo 1. Generación y caracterización de ratones deficientes en CRBN como posibles modelos de ARNSID.

    . Objetivo 2. Caracterización de la interacción CRBN-CB1R, tanto in vitro como in vivo, en el contexto del control de la memoria.

    . Objetivo 3. Búsqueda de posibles nuevos sustratos de CRBN en el contexto del control de la memoria.

    Para abordar el Objetivo 1, se llevó a cabo la generación y caracterización de 3 líneas murinas generadas mediante la tecnología LoxP que carecían de CRBN a) en todo el organismo (CRBN KO), b) en neuronas glutamatérgicas telencefálicas dorsales (Glu-CRBN KO), y c) en neuronas GABAérgicas prosencefálicas (GABA-CRBN KO). Los datos obtenidos demostraron que la proteína CRBN se expresa en todo el cerebro, destacando muy especialmente áreas como el hipocampo (HC) y la corteza, donde se encuentra esencialmente localizada en las neuronas glutamatérgicas. Además, CRBN desempeña un papel fundamental en el control de la memoria dado que los ratones CRBN KO y Glu-CRBN KO reproducen los déficits cognitivos observados en los pacientes con mutaciones en CRBN, al mostrar alteraciones en la memoria tanto a largo como a corto plazo en todas las pruebas comportamentales realizadas. Además, el análisis por resonancia magnética reveló que los ratones CRBN KO presentan una atrofia cerebral leve, con un descenso en el volumen tanto del cerebro completo como de las distintas estructuras analizadas. Estos ratones CRBN KO eran también altamente sensibles a convulsiones inducidas por kainato.Respecto al Objetivo 2, tras la validación de la interacción CRBN-CB1R, se estudió el efecto funcional de CRBN sobre CB1R y se demostró que esta proteína interactora inhibe la señalización canónica del receptor. Esta interacción se asoció en el HC de ratón in vivo con una hiperactividad de CB1R que tiene como consecuencia alteraciones en procesos de plasticidad sináptica fundamentales para la formación de la memoria como la supresión de la excitación mediada por despolarización (DSE). En concreto, los ratones que sobreexpresaban CRBN mostraron un incremento en la amplitud de corrientes postsinápticas excitadoras (EPSCs).

    Además, el tratamiento con rimonabant, un antagonista selectivo de CB1R, rescató el fenotipo amnésico de los ratones CRBN KO y Glu-CRBN KO, lo que apoya el posible efecto terapéutico del bloqueo del receptor en el tratamiento de la ARNSID. Finalmente, en el Objetivo 3, un ensayo de proteómica cuantitativa, llevado a cabo en los HCs de las tres líneas murinas deficientes en CRBN generadas, identificó una acumulación de RalGAPα1 que sugiere que dicha proteína podría ser un nuevo sustrato de CRBN. Concretamente, el déficit de CRBN provoca un incremento en los niveles de RalGAPα1 en el HC de los ratones CRBN KO y Glu-CRBN KO, pero no GABA-CRBN KO,