Abstract

La capacidad de regeneración del sistema nervioso central (SNC) adulto es muy escasa. Sin embargo, se ha demostrado que ocurre neurogénesis en el giro dentado (DG) del hipocampo y en la zona subventricular (SVZ) en cerebro adulto de mamíferos. Aunque la función de esta neurogénesis no está clara, se cree que las células nuevas podrían contribuir a la plasticidad neuronal, reemplazo neuronal y reparación de neurocircuitos. Evidencias muestran que algunas neuropatologías inducen una disminución de la tasa de proliferación en estas áreas, mientras que injurias cerebrales como hipoxia /isquemia y trauma, la estimulan. Si bien es cierto, existen elementos endógenos que podrían regular la producción, diferenciación y sobrevida de las neuronas del DG y de la SVZ, los mecanismos moleculares implicados aun son desconocidos. El factor de crecimiento de fibroblasto básico (bFGF) juega un papel importante en la proliferación neuronal durante el desarrollo y continua haciéndolo en el adulto. El bFGF a través de su receptor FGFR tirosina kinasa, activa una gran variedad de vías de señalización, entre ellas la vía mitogénica MAPK-ERK. En condiciones de injuria cerebral, tales como hipoxia /isquemia y trauma, bFGF se sobreexpresa y promueve la neurogénesis. Sin embargo, los mecanismos por los cuales bFGF estimula la neurogénesis no están completamente dilucidados. Recientemente se han identificado algunas proteínas intracelulares que modularían el mecanismo de transducción de la señal del FGFR activo durante la embriogénesis. Entre ellas se encuentran Spry, Sef (similar expression to fgf genes) y FLRT3 (fibronectineleucine-rich transmembrane protein 3). Spry y Sef funcionan como reguladores negativos de la activación de las vías de transducción, mientras que FRLT3 aumenta la actividad de FGFR, y potencia la fosforilación de la vía MAPK-ERK. Sin embargo, no existen antecedentes de la participación de estas proteínas en la modulación de la señalización de bFGF en el cerebro adulto y menos aún en la injuria cerebral. Con estos antecedentes se postula la siguiente hipótesis: bFGF estimula la neurogénesis postnatal en condiciones basales y en situaciones de injuria cerebral a través de la vía de señalización MAPK/ERK. Este efecto es regulado positivamente por FRLT3 y negativamente por Spry y Sef. Así, el objetivo de este proyecto es: Estudiar los mecanismos por los cuales bFGF promueve neurogénesis postnatal en las regiones neurogénicas del SNC en condiciones normales y en situaciones de injuria cerebral, y su regulación por las proteínas FLRT3, Spry y Sef. El desarrollo de este proyecto comprende los siguientes objetivos específicos: 1.- Estudiar la relación entre la activación de la vía MAPK-ERK por bFGF y la proliferación neuronal en cultivos organotípicos de regiones neurogénicas DG y SVZ. Se estudiarán los efectos de la activación de la vía MAPK-ERK por parte de bFGF en la neurogénesis específicamente de cultivos organotípicos de las regiones SVZ y DG de modo de tener un sistema libre de aferencias de otras regiones. Se utilizará bFGF exógeno como activador de la vía y mediante el uso de inhibidores farmacológicos de FGFR y de la vía MAPK/MEK, se podrá dilucidar la contribución de esta vía de señalización a la neurogénesis cerebral. Los cambios en el estado de fosforilación de las proteínas relacionadas a la vía se determinarán por inmunohistoquímica y Western-blot. La variación en la neurogénesis se evaluará mediante la incorporación de BrdU e inmunohistoquímica de marcadores neuronales y gliales. 2.- Estudiar la participación de las proteínas Sef, Spry y FLRT3 en la regulación de las vía MAPK /ERK y su implicancia en la modulación de la neurogénesis postnatal de cultivos organotípicos de DG y SVZ. Se estudiará la cinética de los cambios en la expresión de Sef, Spry y FLRT3 en respuesta a bFGF mediante RT-qPCR en tiempo real, Western-blot e inmunohistoquímica. El papel modulador de estas proteínas en la neurogénesis se estudiará mediante inhibición específica de la expresión con siRNA transducido por lentivirus. Como contraparte, se realizará la sobreexpresión de estas mediante vectores virales. Se correlacionarán los cambios en la proliferación neuronal con la fosforilación de FGFR, y la activación la vía MAPK/ERK. 3.- Estudiar el papel de la señalización bFGF/ MAPK-ERK en la proliferación neuronal bajo condiciones de injuria cerebral por hipoxia-isquemia (HI) transitoria y trauma por deaferentación (TD). Como modelo de HI se utilizarán cultivos provenientes de ratas que han sufrido HI en el momento del nacimiento. Como modelo de TD, se utilizarán cultivos organotípicos hipocampales en los cuales se realizará una transección de las colaterales de Schaffer. Se estudiarán la expresión bFGF endógeno, la activación del FGFR y la vía MAPK/ERK , las proteínas Spry, Sef, FLRT3 según se describe en objetivos I y II. Los estudios propuestos tienen relevancia para el entendimiento de las bases moleculares responsables de la neurogénesis en el SNC adulto y podrían contribuir en el desarrollo de estrategias terapéuticas de reparación en injurias cerebrales y otras patologías neurodegenerativas.