Descripción de nuevos correlatos transcripcionales y de nuevas fuentes de biomarcadores en la enfermedad de Huntington

Resumen

Esta tesis se ha centrado en mejorar las estrategias existentes de obtención de biomarcadores con potencial valor pronóstico en la enfermedad de Huntington (EH), una enfermedad neurodegenerativa mortal para la que no hay cura y que está causada por una expansión aberrante de una secuencia de repeticiones de trinucleótidos CAG en el exón 1 del gen de la Huntingtina (HTT). Aunque se ha establecido una correlación negativa entre el número de repeticiones CAG y la edad de inicio de la enfermedad, deben existir factores adicionales que contribuyen a la compleja y pleiotrópica manifestación de los síntomas entre los pacientes. Esta variabilidad también se observa en modelos murinos, incluso en condiciones genéticas y ambientales controladas. Para comprender mejor este fenómeno, analizamos la cepa R6/1 en busca de correlatos potenciales entre los rasgos fenotípicos patológicos y las alteraciones transcripcionales a nivel cerebral. Los genes Plk5, Penk y Itpka (previamente relacionados con la EH), a pesar de estar disminuidos en expresión en las áreas cerebrales examinadas (corteza prefrontal, el estriado, el hipocampo y el cerebelo), mostraron correlaciones específicas de tejido con rasgos fenotípicos particulares que se atribuyeron a la contribución de la región del cerebro a ese rasgo (por ejemplo, estriado y latencia en rotarod, cerebelo y reflejo lumbar de tipo feet clasping). Centrándonos en el estriado, el área cerebral más afectada en la EH, determinamos que la desregulación transcripcional asociada con la EH se exacerbó parcialmente en ratones con mayor afectación fenotípica en comparación con otros mutantes de la misma edad, afectando especialmente a genes con funciones relevantes en el funcionamiento del cuerpo estriado (por ejemplo, Pde10a, DRD1, DRD2, Ppp1r1b). También se observó la inducción de un programa transcripcional en ratones con menor fenotipo patológico, como posible respuesta homeostática que pudiera ser interesante potenciar en futuras estrategias terapéuticas. Por otra parte, investigamos la posible utilidad de la retina como fuente de biomarcadores en vista de la evidente afectación retiniana en pacientes y modelos animales, y aprovechando que es la parte más expuesta del sistema nervioso central, lo que nos permitiría monitorizar el estado de salud de los pacientes mediante técnicas no invasivas. Para establecer la retina como un tejido apropiado para los estudios de EH, primero se requiere vincular las alteraciones de la retina a nivel celular y molecular con las regiones más internas del cerebro. Tras confirmar la afectación retinal en ratones R6/1 tanto a nivel funcional como morfológico, observamos que la retina sufre una desregulación transcripcional tan profunda como el estriado de los ratones mutantes, indicando una manifestación prominente del fenotipo patológico en retina. Esta desregulación afecta principalmente a genes específicos para ambos tejidos, implicados en funciones e identidad neuronal de retina y estriado en cada caso. Sin embargo, se ha detectado una firma de neuroinflamación específica de la retina de R6/1, producida por la activación de astrocitos y microglía, que aparentemente está ausente en el estriado de los mismos animales. Proponemos que la retina de los modelos animales puede modelizar el componente neuroinflamatorio observable en los ganglios basales de pacientes. En conclusión, en este estudio demostramos, en primer lugar, que las alteraciones transcripcionales cerebrales en la EH pueden relacionarse con la manifestación de síntomas similares a los de la EH en modelos de ratón, y, en segundo lugar, que la retina de los animales modelos de EH puede ser útil en la investigación de esta enfermedad y de la neurodegeneración en general.