ApoE4 pathology in Alzheimer’s disease from the perspective of organelle dysfunction in astrocytes
La enfermedad de Alzheimer es la forma mas común de demencia en edades avanzadas, la cual afecta a 40 millones de personas alrededor del mundo. Es una enfermedad compleja que afecta no solo a neuronas, sino también a astrocitos. La Apolipoproteína E4 (ApoE4) ha sido descrita como el factor de riesgo...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2018 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/666659 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/666659 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Alzheimer Alzheimer's ApoE Astròcits Astrocitos Astrocytes Ciències Experimentals 577 |
| Sumario: | La enfermedad de Alzheimer es la forma mas común de demencia en edades avanzadas, la cual afecta a 40 millones de personas alrededor del mundo. Es una enfermedad compleja que afecta no solo a neuronas, sino también a astrocitos. La Apolipoproteína E4 (ApoE4) ha sido descrita como el factor de riesgo genético más importante de la forma esporádica de la enfermedad y además, los astrocitos son los principales secretores de esta. La investigación sobre los mecanismos patogénicos causados por esta apolipoproteína está centrada en su rol extracelular. Por el contrario, nosotros analizamos las desregulaciones intracelulares que causa la ApoE4. En nuestro estudio, nos centramos en 2 principales procesos fisiológicos alterados en la enfermedad de Alzheimer: la señalización de calcio y las funciones mitocondriales. Utilizamos como modelo celular, astrocitos inmortalizados que expresan la forma humana ApoE3 (no asociada a ninguna patología) o la ApoE4. Utilizando indicadores de calcio fluorescentes y la técnica de Imagen de Calcio, determinamos que los astrocitos ApoE4 tienen alteraciones de la homeostasis de calcio, ya que presentan menores niveles de calcio intracelular basal pero mayores señales de calcio inducidas por estímulos purinérgicos en comparación con los astrocitos ApoE3. Una mayor actividad de la V-ATPasa y por lo tanto, una mayor entrada de calcio al lisosoma en los astrocitos ApoE4 explica estas alteraciones. Además, la salida de calcio lisosomal después de la activación de receptores purinérgicos es seguida por una mayor movilización de calcio del retículo endoplásmico en los astrocitos ApoE4 comparados con los ApoE3. La entrada de calcio extracelular es similar en ambos tipos celulares. Nuestros estudios también demuestran que la falta de lipoproteínas en el medio extracelular aumenta la magnitud de las respuestas de calcio inducidas por receptores purinérgicos en los astrocitos ApoE3, ya que la entrada de calcio extracelular amplifica la liberación del calcio lisosomal en estas células. Esta característica se pierde en las células ApoE4, en las cuales la magnitud de las respuestas de calcio no se ve afectada por las lipoproteínas extracelulares. Por otro lado, describimos alteraciones en las dinámicas mitocondriales determinadas por microscopia a tiempo real y el marcaje fluorescente de mitocondrias. En particular, las mitocondrias de células ApoE4 no realizan fisión después de la inhibición de la fosforilación oxidativa mitocondrial, mientras que las mitocondrias de los astrocitos ApoE3 si la realizan. Asimismo, los astrocitos ApoE4 tienen un incremento en la movilidad mitocondrial, una reducción de Parkina, proteína involucrada en la mitofagia y una reducción del ADN mitocondrial en comparación con los astrocitos ApoE3. En resumen, demostramos por primera vez que la ApoE4 endógena altera la señalización del calcio y las funciones mitocondriales en astrocitos. Teniendo en cuenta que la ApoE4 se expresa a lo largo de toda la vida de los individuos, estas alteraciones astrocíticas podrían aparecer en las primeras etapas de la enfermedad de Alzheimer. Para avanzar en la detección de estas primeras etapas de la patología, y ya que las proteínas del líquido cefalorraquídeo reflejan las funcionalidad de las células cerebrales, nosotros hemos identificado un grupo de proteínas astrocíticas presentes en este líquido relacionadas con la enfermedad de Alzheimer y que proponemos como firma funcional astrocítica. Esta firma esta compuesta de las proteínas S100B, ApoE, prostaglandina D2 sintetasa, cistatina 3, proteína integral de membrana 2C y clusterina. En general, la ApoE4 endógena altera las funciones de los astrocitos, un fenómeno que puede contribuir a la enfermedad de Alzheimer, además de a su detección a través de biomarcadores del líquido cefalorraquídeo. |
|---|