La pentraxina neuronal i la toxicitat sinàptica en la malaltia d'Alzheimer

Tesi presentada per a optar al titol de Doctora en biologia.-- IDIBAPS/CSIC.L'objectiu general del projecte de tesi és estudiar la implicació de la NP1 en el procés de mort neuronal programada i en el dany sinàptic induïts per beta-amiloid en la malaltia d'Alzheimer. Està descrit que l'acumulació de beta-amiloid juga un paper central en la pèrdua progressiva de sinapsis, el dany neurític i la mort neuronal característiques de la malaltia d'Alzheimer. Els mecanismes mitjançant els quals el pèptid beta-amiloid indueix aquesta neurotoxicitat encara romanen desconeguts. Ens basem en la hipòtesi de que les proteïnes del programa de mort cel·lular formen part del mecanisme molecular de neurodegeneració. Així, ens vam centrar a estudiar si la neurotoxicitat de beta-amiloid depèn de l'expressió de NP1, una proteïna implicada en la remodelació de sinapsis excitadores i que s'ha demostrat recentment que participa també en el procés de mort que s'indueix per reducció d'activitat en neurones granulars de cerebel madures (DeGregorio-Rocasolano et al., J.Biol..Chem., 2001, Jan 5;276 (1):796-803; Enguita et al., Mol.Pharm., 2005, 67(4):1237-46). Els resultats obtinguts són que el tratactament amb beta-amiloide de les neurones corticals en cultiu indueix un increment dels nivells de la proteïna NP1 abans de que la mort apoptòtica sigui significativa i que el silenciament de l'expressió de NP1 mitjançant la utilització d'ODNs antisentit i mitjançant ARN d'interferència bloqueja la pèrdua de sinapsis, la reducció del creixement neurític i l'apoptosi induïda pel tractament amb beta-amiloid. Aquestes dades indicarien que la NP1 és necessària per la toxicitat induïda per beta-amiloid. La sobre-expressió del transgen de NP1 induïda per la transducció amb lentivirus reprodueix els efectes tòxics de beta-amiloid. A més, trobem que la NP1 està incrementada en les neurites distròfiques en els cervells de pacients amb la malaltia d'Alzheimer esporàdica d'aparició tardana. Assaigs d' immunohistoquímica doble contra NP1 i la proteïna Tau van mostrar que la NP1 co-localitza amb els dipòsits de Tau en les neurites distròfiques. També observem que la NP1 co-localitza amb SNAP-25 (synaptosomal-associated protein of 25kDa) a la majoria de les neurites distròfiques que es troben al voltant de les plaques d'amiloid. La NP1 també es troba incrementada en els processos neuronals que estan localitzats al voltant dels dipòsits de beta-amiloid en ratolins transgènics APP/PS1 (proteïna precursora amiloidea/presenilina 1 mutants). Aquests resultats confirmen que la NP1 co-localitza amb proteïnes sinàptiques en les neurites distròfiques, y en base a això, ens vàrem preguntar si la NP1 és capaç de regular la sinaptogènesi. Utilitzant els vectors lentivirals per a silenciar l'expressió de NP1 mitjançant ARN d'interferència en les cèl·lules corticals vam veure que la reducció dels nivells de NP1 indueix un increment de sinaptofisina, proteïna pre-sinàptica associada a vesícules, i de PSD-95, proteïna de la densitat post-sinàptica de sinapsis excitadores. Vam voler estudiar el resultat funcional d'aquest increment en el nombre de sinapsis excitadores i per això vam analitzar els nivells de calci intracel·lular. Vam veure que les neurones amb NP1 silenciada presenten unes oscil·lacions majors de la concentració intracel·lular de calci respecte les neurones control, el que indicaria que el silenciamient de NP1 fa que les neurones siguin més excitables. Aquests resultats demostren que la NP1 és un factor clau en la pèrdua sinàptica, el dany neurític i la mort neuronal apoptòtica induïda per beta-amiloid i indiquen que beta-amiloid contribueix a la malaltia d'Alzheimer mitjançant la regulació de l'expressió de NP1 i que la NP1 està implicada en sinaptogènesi.Peer Reviewe