Hemicanales formados por Cx43, Panx1 y el receptor P2X, son críticos en la respuesta neuroinflamatoria inducida por la exposición maternal a glucocorticoides y la epilepsia
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2016
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La inflamación se asocia frecuentemente a una respuesta del sistema inmune, dirigida a eliminar agentes infecciosos y señales moleculares de peligro o productos del daño tisular. Sin embargo, la inflamación puede ser causa o consecuencia de un gran número de enfermedades crónicas y es estrictamente controlada por varios complejos multimoleculares citosólicos denominados inflamasoma presentes no sólo en las células del sistema inmune, sino que además han sido detectadas en diversas células parenquimales. Tras la activación del inflamasoma, las células liberan mediadores inflamatorios (Ej.: IL-1β), que desempeñan un papel crucial en el desarrollo de la neuroinflamación en trastornos neurodegenerativos y trastornos psiquiátricos, como la epilepsia y la depresión, respectivamente. El aumento de Ca+2 citoplasmático promueve el ensamblaje de los componentes del inflamasoma y su activación; por lo cual se ha sugerido la participación de los hemicanales (HCs) formados por las conexinas (Cxs) y pannexina 1 (Panx1), así como el receptor de P2X7 (P2X7R), en la activación del inflamasoma inducida por ATP. Cabe hacer notar que la epilepsia puede ser consecuencia de una alteración traumática o estrés perinatal y se desconoce si la neuroinflamación desencadenada en dicho período de vida se refleja en la activación de los HCs gliales. Por otro lado, evidencias clínicas y experimentales sugieren una posible conexión entre la epilepsia y la neuroinflamación, que se caracteriza por la acumulación, activación y proliferación de microglias y astrocitos. Sin embargo, los fármacos de uso actual para tratar la epilepsia están dirigidos a blancos moleculares localizados en neuronas y no en las células gliales.En el estrés agudo y en especial el estrés crónico o los altos niveles de glucocorticoides (GCs) inducen la respuesta neuroinflamatoria, que se refleja en un aumento de la expresión de las proteínas del inflamasoma y la reactividad de microglias y astrocitos. No obstante, la participación de los oligodendrocitos en estos procesos ha sido poco estudiada. Más aún, se desconoce si en oligodendrocitos se expresa y activa un inflamasoma en procesos neurodegenerativos. En base a estos antecedentes, aquí se postula que, “los oligodendrocitos expresan el inflamasoma NLRP3 que se activa con la exposición prenatal a glucocorticoides, y que a su vez, como en la epilepsia inducida por PTZ, promueven la activación de hemicanales y el receptor purinérgico P2X7R en células cerebrales”. Con el fin de generar información que aclare las incógnitas descritas arriba, en la presente tesis se utilizaron crías (2 días de edad) de madres controles y madres tratadas con dexametasona (DEX, GC sintético) desde el día 12 de gestación. Rebanadas de cerebro de crías controles revelaron la presencia de las proteínas que conforman el complejo multimolecular: la proteína de señalización, NLRP3; la proteína adaptadora, ASC y la proteína de activación, caspasa-1 (Casp-1, forma activa); cuyos niveles incrementaron significativamente en rebanadas de cerebro de crías de madres expuestas a DEX.La actividad de los HCs (ensayos de captación de etidio en cortes de hipocampo) aumentó en microglias, astrocitos y oligodendrocitos de crías de madres expuestas a DEX y fue inhibida por bloqueadores de HCs Panx1 y Cx43 (péptidos 10panx1 y Gap26, respectivamente) y del P2X7R (A740003). Además, se utilizó D4, un bloqueador selectivo de HCs Cxs identificados por “screening” virtual de la base de datos del NCI y utilizando la estructura cristalina de la Cx26 y boldina como farmacóforo. D4 inhibió completamente la actividad de los HCs en células gliales. La actividad de los HCs inducida por exposición prenatal a DEX persistió durante al menos 8 semanas después del nacimiento y no fue revertida por los cuidados de una nodriza no expuesta a DEX durante el primer mes o la posterior crianza junto a los hermanos del mismo sexo durante el segundo mes de vida. Por lo tanto, el inflamasoma en las células gliales se activaría por la por la exposición a DEX y se mantendría durante un largo tiempo postnatal. Se sugiere que estos cambios podrían alterar la neurogénesis y conectómica perinatal.Para estudiar el posible papel de los HCs en la epilepsia, se utilizaron ratones machos adultos que fueron tratados con pentilentetrazol (PTZ), un agente epileptógeno que actúa como antagonista no selectivo de los receptores GABAA. Las convulsiones fueron evidentes en ~7 min después de la administración de PTZ seguido por un período de varias horas, en la cual los ratones presentaron actividad motora muy baja y espasmos musculares esporádicos con ~70% de supervivencia. Sin embargo, en los animales pretratados con D4 se previno las convulsiones en su mayoría. Cuando no se previnieron las convulsiones, el período de estatus epiléptico se acotó a ~7 min después de la administración de PTZ. Transcurrida la convulsión, los animales se comportaron como los controles con 100% de supervivencia. Además, D4 inhibió completamente la actividad de los HCs gliales inducida por PTZ. Por otro lado, el pretratamiento con el bloqueador P2X7R también inhibió la actividad de los HCs inducida por PTZ. En consecuencia, la activación de los HCs inducida por PTZ en neuronas y células gliales involucra la participación de HCs Cxs y P2X7R. Además, se observó que crías de madres tratadas con DEX durante el período de gestación y luego tratadas con una dosis subepileptógena de PTZ manifiestan convulsiones características de un episodio de epilepsia, sugiriendo que la inflamación desencadenada en la gestación favorece la manifestación de epilepsia en estado adulto. Estos resultados en conjunto apuntan a los HCs gliales como potenciales blancos terapéuticos en estados patológicos cerebrales que conllevan a procesos inflamatorios.
Description
Tesis (Doctor en Ciencias Biológicas, mención en Ciencias Fisiológicas)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2016