Apoptotic and Antiapoptotic mechanisms in neurons and glial cells after damage to the immature brain

• Autores: Sonia Villapol
• Directores de la Tesis: Berta González (dir. tes.), Laia Acarín Pérez-Simó (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2007
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Jose Rodriguez Alvarez (presid.), María Elena Galeana Rodríguez (secret.), Valérie Petegnief (voc.), J. A. Chowen (voc.), Cristina Muñoz-Pinedo (voc.)
• Materias:
  • Química
    • Bioquímica
      • Biología molecular
  • Ciencias médicas
    • Ciencias clínicas
      • Pediatría
    • Medicina interna
      • Neurología
    • Patología
      • Histopatología
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  DDD 
• Resumen

  • S'han estudiat en profunditat els mecanismes apoptòtics, constituint un factor substancial en la mort neuronal després de diferents tipus de danys en el SNC. No obstant això, molt poc es sap sobre l'activació dels mecanismes apoptòtics en les cèl·lules glials i la seva rellevància en la terminació de la resposta glial. La caspasa-3 ha estat definida clàssicament com la principal executora de la mort cel·lular programada i li han estat atribuïts recentment altres papers no apoptòtics de participació en esdeveniments cel·lulars, incloent-hi la proliferació cel·lular, la regulació del cicle cel·lular, i la participació en vies cel·lulars apoptòtiques i antiapoptòtiques després d'un dany excito-tòxic en el cervell immadur de rata. Per aquest propòsit, s'ha utilitzat un model de excitotoxicitat ben caracteritzat, que ha consistit en la inducció d'un dany cerebral mitjançant una injecció intracortical de N-methyl-D-asparate (NMDA) en rates postnatals en el 9è dia de vida (P9). La mort cel·lular, les proteïnes apoptòtiques i antiapoptòtiques van ser analitzades a diferents terminis de supervivència després de la lesió per assaigs enzimàtics i anàlisis de doble fluorescència amb microscopia confocal. Els primers resultats com la caspase-3 clivada es presentava en neurones danyades amb els nuclis TUNEL+, encara que va ser observada majoritàriament en el nucli d'astròcits activats en l'hemisferi lesionat sense associació amb fragmentació del ADN, des de les 4 hores post-lesió (hpl) fins a la formació de la cicatriu glial als 7-14 dies, sense trobar-se associació amb marcatge amb TUNEL. L'activitat enzimàtica de la caspasa-3 va ser detectada a les primeres hores post-lesió i coincidint amb els fragments clivados per caspasas de la proteïna acídica fibrilar (CCP-GFAP) en astrocitos. No obstant això, sobre llargs terminis de supervivència, quan sorgia la hipertròfia astroglial, la caspasa-3 astroglial generalment no es va correlacionar amb el clivage de CCP-GFAP, però en canvi es va relacionar amb l'expressió de novo de vimentina. Per altra banda, la caspasa-3 clivada no s'ha vinculat a proliferació cel·lular. Aquests resultats inicials van mostrar l'evidència d'un paper gens tradicional de les caspases en la funció astroglial, suggerint que la seva activació pot ser important per a la reestructuració del citoesquelet després d'un dany. Secundàriament, al avaluar les vies d'activació de la caspasa-3 en neurones i cèl·lules glials, l'activació espai-temporal de les vies apoptòtiques intrínseca i extrínseca va ser analitzada. Es va expressar principalment en les neurones danyades corticals i hipocampals, una important contribució de la via intrínseca a través de la gran proporció de caspasa-9 activa amb l'activació neuronal de la caspase-3 i mort cel·lular. Per altra banda, la caspasa-8 va presentar una reduïda correlació amb la caspasa-3, i característicament es va presentar amb especificitat en les capes corticals. En les cèl·lules glials, l'activació de la caspasa-9, caspasa-8, i també p53, altra molècula que activa la caspasa-3 indirectament, va ser significant tant sols en la capa cortical VI i en el corpus callosum, suggerint que la caspasa-3 astroglial no es correlaciona generalment amb les clàssiques vies d'activació. La tercera part d'aquesta tesi es va focalitzar en l'estudi de les molècules antiapoptòtiques, com diversos inhibidors de l'apoptosis (IAPs) i les proteïnes heat shock (HSPs), conegudes com inhibidors de la caspasa-3 clivada en altres tipus cel·lulars. Les neurones van presentar una apreciable expressió de HSC70/HSP70 i cIAP-2, encara que aquestes es correlacionaven pobrament amb caspasa-3 en aquest tipus cel·lular. En astròcits , la survivina i la chaperona HSP25/27 van mostrar una forta correlació amb caspasa-3 en diverses regions cerebrals i a diversos terminis de supervivència, sent aquestes proteïnes destacades candidates per al bloqueig de l'activitat enzimàtica de la caspasa-3, la qual podria acumular-se en absència de mort astroglial. En conclusió, aquesta tesi ha descobert nous rols no apoptòtics de la caspasa-3 en cèl·lules astroglials i suggereix mecanismes de bloqueig de la caspasa-3, ajudant al coneixement dels mecanismes emprats pels astròcits per enfrontar-se al dany en el cervell immadur.