Evaluation of LSD1 and BET proteins as epigenetic targets to promote neuroprotection and regeneration after spinal cord injury
La lesió medul·lar (LM) és una greu afecció neurològica que causa disfuncions sensorials, motores i autonòmiques permanents. El trauma inicial desencadena diversos mecanismes de lesió secundària, com la neuroinflamació, la desmielinització, la formació de cicatrius glials i la mort cel·lular secundà...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/695306 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/695306 |
| Access Level: | acceso embargado |
| Palabra clave: | Epigenètica Epigenetics Epigenética Lesió medul·lar Spinal cord injury Lesión medular Neuroprotecció Neuroprotection Neuroprotección Ciències de la Salut 616.8 |
| Sumario: | La lesió medul·lar (LM) és una greu afecció neurològica que causa disfuncions sensorials, motores i autonòmiques permanents. El trauma inicial desencadena diversos mecanismes de lesió secundària, com la neuroinflamació, la desmielinització, la formació de cicatrius glials i la mort cel·lular secundària. Aquests processos agreugen el dany i limiten la capacitat regenerativa de la medul·la espinal, convertint-se en dianes potencials per al desenvolupament de tractaments eficaços per a la LM. Cada cop hi ha més evidències que posen de manifest el paper clau de les modificacions epigenètiques en la regulació d’aquestes respostes fisiopatològiques. En aquesta tesi, ens proposem investigar el potencial terapèutic de dirigir-nos a dos reguladors epigenètics: la desmetilasa d’histones LSD1 i les proteïnes lectores d’histones acetilades BET. Basant-nos en estudis previs que relacionen la inhibició de LSD1 amb efectes neuroprotectors, antiinflamatoris i una major plasticitat, vam avaluar l’eficàcia de RN-1, un inhibidor selectiu de LSD1, en un model murí de contusió medul·lar. Les anàlisis transcriptòmiques espacials van revelar que la inhibició de LSD1 modula l'expressió gènica neuronal després de la LM, provocant una reducció de les vies relacionades amb el cicle cel·lular i l’excitotoxicitat, i promovent un estat neuronal immadur induït tant per la lesió com per la intervenció farmacològica. Funcionalment, la inhibició de LSD1 va millorar la recuperació funcional, va afavorir la supervivència neuronal, va preservar el teixit mielinitzat, va reduir l’astrogliosi i va potenciar la regeneració axonal. Per aprofundir en la regulació específica per tipus cel·lular de LSD1, vam desenvolupar una eina d’edició epigenètica basada en CRISPR-dCas9-DNMT3A/DNMT3L per a la metilació dirigida. Amb aquest sistema, vam aconseguir silenciar el gen Kdm1a, que codifica LSD1, mitjançant la metilació específica del seu promotor, establint les bases per a futurs estudis i possibles aplicacions terapèutiques enfocades a la repressió selectiva de LSD1. També vam abordar el potencial terapèutic de la inhibició de les proteïnes BET, conegudes per modular la neuroinflamació i afavorir la recuperació funcional després de la LM. No obstant això, la inhibició sistèmica de BET sovint comporta efectes adversos no desitjats, com la reducció del creixement de neurites. Per aquest motiu, vam utilitzar làmines d’òxid de grafè (GO) per administrar l’inhibidor de proteïnes BET, JQ1, específicament als macròfags i la microglia al lloc de la lesió. Aquesta estratègia d’administració dirigida va millorar significativament els resultats funcionals, amb el grup tractat amb GO:JQ1 superant tots els altres grups. En conjunt, els nostres resultats donen suport al potencial terapèutic de la modulació epigenètica per al tractament de la LM. A més, demostrem la viabilitat de diferents estratègies dirigides per modular l’expressió gènica en tipus cel·lulars específics, per tal d’augmentar l’eficàcia i l’especificitat de les teràpies epigenètiques, minimitzant els efectes no desitjats i maximitzant la recuperació funcional. |
|---|