Implicación de la proteína C reactiva monomérica en el desarrollo de demencia de tipo Alzheimer: modelo experimental y posibles terapias

Tesis doctoral presentada para lograr el título de Doctor en Biomedicina por la Universidad de Barcelona, Facultad de Medicina y Ciencias de la Salud.--2021-02-19.--ExcelenteLa neuroinflamación sostenida es un factor de riesgo de enfermedades relacionadas con la edad, incluidas las lesiones cerebrovasculares y la enfermedad de Alzheimer (EA). De hecho, los procesos inflamatorios se consideran cada vez más los culpables de la fragilidad y la enfermedad de la población envejecida. Como resultado, se ha intensificado la búsqueda de biomarcadores inflamatorios fiables y objetivos de intervención para combatir la demencia y otras enfermedades discapacitantes. Cada año se registran cerca de 8 millones de nuevos casos de demencia, y se estima que, para el 2050, la demencia afecte a 150 millones de personas. La enfermedad de Alzheimer (EA) es la más prevalente de las demencias, suponiendo entre un 60 y un 70% de todos los casos de demencia. Esta enfermedad se caracteriza por la pérdida cognitiva y de memoria, junto a la presentación de síntomas conductuales y psicológicos asociados a la demencia (BPSD) que disminuyen de manera drástica la calidad de vida del paciente y sus cuidadores. La neuropatología de la EA se caracteriza por el depósito proteico del péptido amiloide y tau hiperfosforilada que, eventualmente, desembocan en la agregación de placas seniles y ovillos neurofibrilares. Esta patología además, suele ir acompañada de neuroinflamación, aumento del extrés oxidativo y disfunción mitocondrial, alteración neurovascular, pérdida sináptica y neurodegeneración. Actualmente no existe cura para el Alzheimer, por ello, nuevas terapias que aborden su prevención o presenten nuevas vías de investigación son imprescindibles. En esta tesis se ha pretendido evaluar la contribución de la proteína monomérica C-reactiva al desarrollo de demencia de tipo EA. La proteína C-Reactiva (CRP) es una pentraxina, secretada por el hígado en respuesta a la inflamación y ampliamente conocida por ser un marcador de procesos inflamatorios. Así cuando el pentaméro que es la CRP se une a las membranas de los tejidos dañados, esta se disocia dando lugar a sus subunidades monoméricas, altamente pro-inflamatorias y poco solubles, que quedan depositadas de manera crónica en la matriz extracelular del tejido afectado. La proteína monomérica C-reactiva es, por lo tanto, una de las subunidades monoméricas de la CRP. Así, la mCRP depositada en la matriz extracelular del tejido dañado favorece un ambiente proinflamatorio crónico que, sumado a su alta capacidad angiogénica favorece el agravamiento de la enfermedad. Estudios recientes han confirmado la presencia de mCRP en el tejido cerebral de enfermos de EA, así como la capacidad de las placas amiloides para disociar CRP generando mCRP. Asimismo, se ha demostrado cómo mCRP favorece la fosforilización de tau in vitro y cómo la tau fosforilada colocaliza a nivel intraneuronal con mCRP en cerebros de pacientes de EA.Por otra parte, estudios previos de nuestro grupo de investigación desmotraron que la mCRP inyectada en el hipocampo de ratones inducía pérdida de memoria después de 4 semanas, así como otros rasgos de la EA, como patología amiloide y de tau en neuronas del hipocampo y áreas corticales. Estos estudios también han confirmado a mCRP como un posible vínculo entre el ictus y el posterior desarrollo de demencia que aparece en un tercio de los casos de accidente cerebrovascular. Así, la hipótesis en que se basa esta tesis es que la mCRP, la forma activada de la CRP, contribuye al desarrollo y progresión de la enfermedad de EA. Con el fin de probar esta hipotésis, desarrollamos un modelo de ratón de demencia inducido mediante la infusión bilateral de mCRP en el hipocampo de los ratones. Los animales fueron evaluados tras 1, 3 y 6 meses de tratamiento con mCRP con el fin de caracterizar la pérdida cognitiva y de BPSD de este modelo, así como la neuropatología adyacente. Posteriormente se realizó otro estudio en el que se utilizó el modelo de demencia inducido por mCRP para evaluar si el tratamiento con un anticuerpo monoclonal anti-mCRP era capaz de bloquear los efectos patológicos inducidos por esta a 1, 3 y 6 meses de tratamiento. Asimismo, tambien evaluamos los posibles efectos protectores del antiinflamatorio TPPU en nuestro modelo de demencia por mCRP a 1 mes de tratamiento. Nuestros estudios in vivo fueron complementados por estudios in vitro en los que evaluamos la respuesta de la línea de microglía BV2 ante mCRP, así como la posible inhibición de los efectos proinflamatorios de mCRP mediante el anticuerpo monoclonal anti-mCRP y el antiinflmatorio TPPU. Nuestros resultados revelaron que: -La inyección estereotáxica bilateral de mCRP en el hipocampo de ratones adultos indujo pérdida cognitiva a 1, 3 y 6 meses de tratamiento, y aparición de BPSD a los 6 meses de tratamiento. -mCRP permaneció en el hipocampo de los ratones desde 1 mes hasta 6 meses después del tratamiento, diseminándose de manera parcial hasta el córtex y el hipocampo. -mCRP indujo, en los lugares donde se deposita; neuroinflamación y aparición del péptido amiloide de manera local y fosforilación de tau y pérdida de la plasticidad de manera generalizada en el hipocampo. -Los efectos deletereos inducidos por mCRP fueron bloqueados por el anticuerpo monoclonal anti-mCRP tanto a nivel cognitivo y conductual como a nivel molecular. -El antiinflamatorio TPPU inhibió la pérdida cognitiva inducida por mCRP en nuestro modelo de ratón tras un mes de tratamiento. -mCRP indujo inflamación microglial que fue bloqueada tanto por el anticuerpo monoclonal anti-mCRP como por el antiinflamatorio TPPU. Así, en esta tesis se demuestra la implicación de la proteína mCRP en el desarrollo de demencia de tipo EA y se presenta un nuevo modelo de demencia por inyección de mCRP, así como posibles tratamientos que bloqueen la actividad deleterea de mCRP disminuyendo sus efectos adversos en la EA. Finalmente, el bloqueo específico de mCRP es una terapia prometedora para reducir la neurodegeneración después de una lesión cerebrovascular y el desarrollo de EA, la forma más común de demencia en la población anciana. Además, la mCRP puede ser un biomarcador útil del pronóstico de procesos neurodegenerativos asociados a la neuroinflamación, puediendo detectarse mediante técnicas no invasivas. Los avances en la detección de mCRP y los enfoques terapéuticos contra esta presentan nuevas perspectivas en la lucha contra las condiciones patológicas afectadas por la interacción dañina entre mCRP y células y tejidos