Resumen de Anàlisi de l’expressió gènica en els ganglis de les arrels dorsals del nervi ciàtic en el ratolí transgènic rip/inf?, model de neuropatia diabètica
La polineuropatia diabètica (PND) és una de les complicacions secundàries més freqüents de la diabetis mellitus. Provoca un empobriment de la qualitat de vida dels malalts, causa dolor i úlceres i, en última instància, amputació de l’extremitat afectada. La patogènia és multifactorial, hi ha alteracions estructurals en els nervis perifèrics i els tractaments actuals són simptomàtics, no específics i poc efectius. El ratolí transgènic RIP/INF? és un model de diabetis, que mimetitza la diabetis autoimmune humana, provocant la destrucció de les cèl·lules ? pancreàtiques, que s’intensifica amb l’administració de dosis baixes repetides d’estreptozotocina (STZ). Partint de la base de que els processos biològics implicats en la degeneració i regeneració dels nervis perifèrics estan controlats pels ganglis de les arrels dorsals (GAD), l’objectiu d’aquesta tesi ha estat analitzar l’expressió gènica i els processos biològics que esdevenen en els GAD del nervi ciàtic després d’un traumatisme, en el ratolí transgènic RIP/INF? tractat amb dosis baixes i repetides de STZ (Tg-STZ). S’ha treballat amb els GAD del nervi ciàtic de ratolins, en diferents condicions experimentals: controls ICR (ICR) atès que els ratolins transgènics presenten aquest fons genètic; ICR tractats amb STZ (ICR-STZ); transgènics RIP/INF? (Tg); i Tg tractats amb STZ (Tg-STZ). Quatre setmanes després de considerar-ne instaurada la diabetis en els Tg-STZ, tots els animals van ser sotmesos a una lesió per aixafament en el nervi ciàtic de l’extremitat esquerra, mantenint la dreta intacta. Quatre setmanes desprès de la lesió es van prendre mostres dels GAD del nervi ciàtic d’ambdues extremitat. Es va extreure el RNA dels GAD per realitzar els estudis de microarrays (Affymetrix GeneChip® Mouse Genome 430 2.0 Array). Per validar els valors de l’expressió gènica es va realitzar una PCR quantitativa en temps real (RT-qPCR). Es van realitzar comparacions dels perfils gènics entre les diferents condicions experimentals: 1) ICR-STZ lesionades vs ICR lesionades; 2) ICR lesionades vs ICR no lesionades; 3) Tg-STZ no lesionades vs ICR no lesionades; i 4) Tg-STZ lesionades vs ICR lesionades. Les mostres de referència van ser els GAD de l’extremitat no lesionada dels ratolins ICR (baseline) amb un fold change (FC) de 1. Un cop obtinguts els perfils de les comparatives es van analitzar els gens sobrerregulats i infrarregulats, i els processos biològics implicats, amb diferents bases de dades (Database for Annotation, Visulaization and Integrated Discovery; Center for Quantitaive Biology; Gene Home). L’absència de diferències en l’expressió gènica entre els GAD de les extremitats lesionades dels animals ICR-STZ vs ICR, indica que, en aquests òrgans, la STZ no té un efecte neurotòxic. En animals control ICR a les 4 setmanes després d’una lesió en el nervi ciàtic, encara es sobrexpressen gens relacionats amb la regeneració nerviosa, que participen en les vies de senyalització (Gpr151, Nts), transmissió sinàptica (Npy), projeccions neuronals i guia de l’axó (Sox11, Atf3, Tnc, Sema6a, Sprr1a, Gal), el que indicaria que la lesió encara no està totalment resolta. En animals transgènics (Tg-STZ) diabètics, la infrarregulació de gens relacionats amb vies metabòliques (Vgf) i la sobrerregulació de gens implicats en el metabolisme de hidrats de carboni (Car3) i lípids (Gdpd3), indicaria que a les 8 setmanes d’iniciar el procés diabètic els GAD estarien afectats per la hiperglucèmia. En animals transgènics (Tg-STZ) diabètics, 8 setmanes després de començar la hiperglucèmia, la infrarregulació de gens implicats en desenvolupament del sistema nerviós (Gal, Bdnf, Erg3), regeneració axonal (Sprr1a, Lingo1), transmissió sinàptica (Calb1, Snapin), transducció de senyals (Nts, Rgs2), canals de potassi (Kcns1, Kcnq5, Knj13, Kcna6, Kcnt1) i apoptosi (Tfnaip, Ctsb, E2f1, Crh), indicaria l’existència de canvis degeneratius en els GAD deguts a la neuropatia diabètica. En animals transgènics (Tg-STZ) diabètics, 4 setmanes després d’una lesió per aixafament del nervi ciàtic, la sobreexpressió de gens relacionats amb guia de l’axó (Foxd1), regeneració axonal (Sprr1a), projeccions neuronals (Mapk8), supervivència de les neurones dels GAD i elongació de les neurites (Gal, Sox11), o de vies de senyalització nerviosa (Npy1r, Igf1, Rgs18, Gpr151), transmissió sinàptica (Gabrb3, Neto1, CcKbr) i apoptosi (Crh), assenyalaria que en els GAD hi ha processos de regeneració posttraumàtica. En animals transgènics (Tg-STZ) diabètics, 4 setmanes després d’una lesió per aixafament del nervi ciàtic, la infraexpressió de gens relacionats amb l’axogènesi (Nptx1, Cxcr4), transmissió sinàptica neuromuscular (Egr3) i transport de substàncies (Htr3a, Tnpo, Mlc1, Slc15a2, Slc6a4), mostraria un alentiment de la regeneració nerviosa. En animals control ICR a les 4 setmanes després d’una lesió en el nervi ciàtic, la sobreregulació de gens implicats en reorganització o remodelació de la matriu extracel·lular (MEC) i del microambient local a la part lesionada (Mmp16, Col18a1, Col3a1, Col5a2, Loxl2) i d’adhesió cel·lular (Lmo7, Flrt3), i transport de substàncies (Cacna2d1, Slc15a3, Slc15a9, Slc6a4) i apoptosi (Phb, Comp), indicaria que hi ha regeneració i remodelació a la part lesionada. En animals transgènics (Tg-STZ) diabètics, els processos de reorganització i remodelació de la MEC quasi no estan sobrerregulats, excepte Mmp16 i Tgfbi amb un FC>2, el que confirmaria que la regeneració estaria retardada, i encara no s’haurien iniciat els fenòmens de remodelació local. En animals control ICR a les 4 setmanes després d’una lesió en el nervi ciàtic, hi ha sobrexpressió de gens relacionats amb el dolor neuropàtic (Npy, Npy2r, Gal) i en animals transgènics (Tg-STZ) no hi ha expressió de Npy, i el gen Gal està infrarregulat. Això podria estar relacionat amb la pèrdua de la sensibilitat al dolor que s’observa en els pacients amb PND. El coneixement dels gens i els processos biològics involucrats en la degeneració i regeneració nerviosa en ratolins sans ICR i en ratolins transgènics Tg-STZ diabètics, obre noves vies de recerca per aprofundir en el coneixement de la patogènia de la PND i per l’estudi de molècules diana en el tractament de la PND i del dolor neuropàtic.
