Exo70 involvement on NMDAR dynamics in traumatic brain injury
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2021
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Abstract
El correcto funcionamiento de la sinapsis es fundamental para mantener la estabilidad neuronal. En neuropatologías como la lesión cerebral traumática (TBI), la sinapsis se altera o destruye. TBI es una condición que posee una alta incidencia a nivel mundial y es una causa importante de muertes y discapacidad. TBI se caracteriza por cambios de presión intracraneal debido a fuerzas de aceleración inducidas por el golpe, lo que genera un daño primario a nivel de tejido. El daño secundario posterior puede durar por semanas o meses, incluso años dependiendo de la gravedad del trauma. Este daño secundario es en parte mediado por glutamato al estimular receptores NMDA extrasinápticos, lo que desencadena una pérdida de función sináptica y por consiguiente alteración de conductas cognitivas y sociales. El daño mediado por el derrame de glutamato provoca una redistribución de receptores N-methyl-D-aspartic acid (NMDA) hacia sitios extrasinápticos, lo que potenciaría el daño generado por el glutamato extrasináptico. Uno de los componentes asociados a tráfico, exocitosis y mantención de los receptores de glutamato en la sinapsis es el exocisto. El exocisto es un complejo multiproteico constituido por 8 proteínas encargado de la exocitosis de membrana basolateral y de crecimiento de neuritas, así como también del tráfico y exocitosis de receptores de glutamato. A su vez, el exocisto ha sido relacionado a la disponibilidad basal de receptores de glutamato en la sinapsis y por lo tanto regula el umbral de activación de estos. A pesar de que se conoce bastante sobre el complejo exocisto a nivel celular, existe poca información que relacione al exocisto con neuropatologías. Nuestra hipótesis de trabajo es que Exo70 promueve la disponibilidad y señalización sináptica
del receptor NMDA en respuesta a trauma cerebral inducido por golpe, manteniendo así procesos cognitivos. Para poner a prueba esta hipótesis se utilizó un modelo de trauma leve provocado por golpes repetitivos en ratones. Nuestros resultados demuestran que Exo70 es redistribuido hacia la sinapsis en condición TBI, donde el ensamblaje del complejo se incrementa y la interacción con GluN2B se ve favorecida. En esta tesis se logró la sobreexpresión de Exo70 en la región CA1 del hipocampo dorsal previo a la inducción de TBI, lo que nos permitió realizar ensayos conductuales, electrofisiológicos y bioquímicos que responden a la evaluación de la disponibilidad de receptores NMDA en la sinapsis. En estos experimentos encontramos que la previa sobreexpresión de Exo70 protege contra el deterioro cognitivo, acompañado de la estabilización de la transmisión glutamatérgica basal y la potenciación a largo plazo en hipocampo. Finalmente, GluN2B permanece en la sinapsis cuando Exo70 es sobre expresado, promoviendo así la señalización intracelular asociada a receptores NMDA sinápticos. Estos hallazgos revelan el papel que cumple Exo70 en la dinámica intracelular de receptores NMDA en condición de trauma cerebral y sugieren que Exo70 podría ser parte de la maquinaria de distribución sináptica de estos receptores en otras neuropatologías.
Description
Tesis (Ph.D. in Biological Sciences with a mention in Cellular and Molecular Biology)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2021