Papel de las proteínas kinasa c en la neurogénesis del cerebro adulto en condiciones fisiológicas y patológicasanálisis de nuevas moléculas con actividad neurogénica en lesiones cerebrales

Resumen

Numerosas patologías del sistema nervioso central de muy diferentes orígenes cursan con una pérdida irreversible de neuronas que lleva consigo una pérdida de las funciones de tipo cognitivo, motor, somatosensorial e incluso neuropsiquiátricas. El descubrimiento de células madre neurales (NSC) en el cerebro adulto, ha permitido estudiar nuevas estrategias para llevar a cabo un reemplazo neuronal gracias a la formación de neuronas nuevas a partir de células madre neurales. Esta capacidad está muy desarrollada en dos regiones del cerebro adulto, la zona subventricular (SVZ) y el giro dentado del hipocampo (DG). Ante una lesión cerebral, en el perímetro de la lesión se pueden observar algunas NSC y algunos precursores neurales (NPC), pero se ha descrito la casi nula presencia de neuronas ya que los NPC tienden a diferenciarse mayoritariamente a células gliales debido a señales moleculares presentes en el entorno que activan una vía de diferenciación gliogénica en lugar de una neurogénica. Por lo tanto, es muy importante determinar que moléculas y que vías de señalización son las responsables de decantar la diferenciación hacia neurogénesis o gliogénesis. En este trabajo de tesis se analiza el papel de la proteína transmembrana ADAM17 en lesiones mecánicas de la corteza cerebral y su capacidad para impedir la generación de neuroblastos en estas zonas lesionadas. Una actividad mediada por su capacidad para catalizar la digestión del ectodominio soluble del factor de crecimiento transformante alfa (TGF?), un ligando del receptor del factor de crecimiento epidérmico (EGFR), que regula varias funciones celulares como la prolfieración y supervivencia. Dada la dificultad de obtener inhibidores específicos de esta enzima y moléculas capaces de regular su actividad, se postula que otra forma de fomentar la neurogénesis en lesiones puede ser a través de la activación de las proteínas kinasa C (PKC). Estudios previos demuestran que estas proteínas regulan la actividad de ADAM17 determinando la selectividad de esta por diferentes ligandos (sustratos). Así, la activación de isoenzimas clásicas de PKC estimulan la secreción de ligandos de EGFR, mientras que la activación de isoenzimas noveles facilita la secreción de otro tipo de ligandos como neuregulinas. En este trabajo hemos utilizado dos tipos de compuestos con capacidad de activar las PKC: el diterpeno con estructura de 12-desoxiforbol ER272, que estimula la proliferación de NPC aislados de la SVZ, y el diterpeno con estructura de latirano EOF2, que no posee esta capacidad de estimular la proliferación de NPC in vitro. Mediante experimentos realizados in vitro e in vivo, hemos demostrado que EOF2 es un activador de PKC que facilita la secreción de neuregulina 1 (NRG1) en un proceso dependiente de la activación de PKC noveles. Este compuesto aplicado por vía intranasal en animales con lesiones mecánicas corticales induce la migración de neuroblastos desde la SVZ hacia la zona lesionada. Estos neuroblastos maduran y se diferencian a neuronas maduras. Hemos demostrado además que el diterpeno ER272 facilita la secreción de TGF?, mediante la activación de PKC clásicas y actúa de forma mimética al factor de crecimiento epidérmico (EGF) estimulando la proliferación de progenitores indiferenciados in vitro e in vivo en la SVZ de ratones adultos. En el DG, este compuesto estimula la neurogénesis a largo plazo y este incremento en la neurogénesis se acompaña con una mejora de la capacidad cognitiva de estos ratones. Finalmente, hemos comprobado que a pesar de que el compuesto ER272 no tiene ningún efecto sobre la generación de neuroblastos en lesiones si se aplica aisladamente, cuando se combina de forma secuencial con el compuesto EOF2 se incrementa la neurogénesis en lesiones mecánicas corticales en ratones adultos con un efecto más potente que el del tratamiento únicamente con EOF2. Estos resultados ponen de manifiesto el papel de la activación diferencial de isoenzimas diferentes de PKC en la regeneración de lesiones mecánicas corticales y la posible utilidad de estos compuestos a la hora de diseñar fármacos que faciliten la regeneración de regiones dañadas del cerebro adulto.