Novel experimental models to study amyotrophic lateral sclerosis and frontotemporal dementia
L'esclerosi lateral amiotròfica (ELA) i la demència frontotemporal (DFT) són malalties neurodegeneratives que representen dos extrems d'un espectre continu de malalties, compartint característiques patològiques i genètiques, malgrat manifestar-se principalment com a símptomes motors en l&#...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Fecha de publicación: | 2025 |
| País: | España |
| Institución: | Universitat Autònoma de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de Documents de la UAB |
| Idioma: | inglés |
| OAI Identifier: | oai:ddd.uab.cat:307986 |
| Acceso en línea: | https://ddd.uab.cat/record/307986 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Esclerosi lateral amiotròfica Amyotrophic lateral sclerosis Esclerosis lateral amiotrófica Microglia Demència frontotemporal Frontotemporal dementia Demencia frontotemporal Ciències Experimentals 616.8 |
| Sumario: | L'esclerosi lateral amiotròfica (ELA) i la demència frontotemporal (DFT) són malalties neurodegeneratives que representen dos extrems d'un espectre continu de malalties, compartint característiques patològiques i genètiques, malgrat manifestar-se principalment com a símptomes motors en l'ELA i símptomes conductuals en la DFT. Comprendre adequadament els seus mecanismes patogènics és crucial per a desenvolupar nous enfocaments terapèutics. No obstant això, un obstacle important per al progrés en aquest camp és l'escassa translació de les troballes dels models animals a les aplicacions clíniques, especialment evident en el fracàs de molts assajos clínics d'ELA. Aquest buit pot atribuir-se, en part, a les limitacions dels models experimentals actuals. En aquesta tesi doctoral, primer ens centrem en les limitacions de la micròglia murina, a causa de les diferències específiques entre espècies. Promovent una recerca biomèdica basada en humans, vam editar una línia de cèl·lules mare embrionàries (ESC, de les sigles en anglès) humanes per a introduir la mutació causant d'ELA SOD1-G93A mitjançant la tecnologia de repeticions palindròmiques curtes agrupades regularment espaiades (CRISPR)/Cas9. El nostre objectiu era investigar si la mutació SOD1 afecta directament a diferents funcions microglials en micròglia derivada d'ESCs humanes in vitro. Vam observar que la mutació SOD1-G93A alterava el perfil de citocines en condicions basals, incrementava la resposta microglial a un estímul pro-inflamatori, deteriorava moderadament la funció fagocítica, provocava canvis metabòlics en condicions de no-estimulació i adaptava de manera diferent el seu metabolisme en resposta al lipopolisacàrid (LPS) en comparació amb la micròglia control. En els últims anys, el desenvolupament de models de ratolins quimèrics amb micròglia humana ha sorgit com una eina prometedora per a comprendre millor la biologia microglial, ja que la micròglia humana empeltada en el sistema nerviós central (SNC) del ratolí imita d'una forma més acurada el transcriptoma de la micròglia humana primària en comparació amb la micròglia in vitro. Mentre que la majoria dels estudis publicats transplanten micròglia humana en el cervell del ratolí, nosaltres vam optar pel trasplantament en la medul·la espinal de ratolins nounats, ja que és més rellevant en el camp de l'ELA. L'administració de 50.000 progenitors microglials (MPs) a la regió caudal de la medul·la espinal de ratolins neonatals Rag2-/- IL2rγ-/- hCSF1-KI va resultar en una colonització robusta de micròglia humana (CD45+ P2RY12+) en tota la medul·la espinal, des de cervical a sacra, almenys fins a 10 mesos post-trasplantament. Centrant-nos en la medul·la espinal lumbar, vam observar que el quimerisme microglial humà augmentava amb el temps i aconseguia una major colonització en la substància blanca que en la substància grisa. En l'últim capítol d'aquesta tesi doctoral, vam caracteritzar fenotípicament un model de ratolí C9orf72 generat recentment, knock-in per a 30 repeticions GGGGCC (G4C2) en el gen C9orf72 de ratolí. Encara que les mutacions C9ORF72 són la causa genètica més comuna d'ELA i DFT, els models de ratolí existents no han aconseguit recapitular completament els símptomes motors de l'ELA o les característiques conductuals de la DFT. Després de 18 mesos de seguiment, el nostre model de ratolí C9orf72 no va desenvolupar dèficits motors similars als de l'ELA. Per contra, els ratolins homozigots C9orf72 envellits van adquirir alguns dèficits conductuals relacionats amb la DFT, incloent-hi un comportament de tipus depressiu i una deterioració de la memòria. En resum, aquesta tesi doctoral va caracteritzar diferents enfocaments experimentals nous per a avançar en la recerca en el camp de l'ELA i la FTD. Aquestes troballes proporcionen valuosos coneixements que poden ajudar a comprendre millor els mecanismes patogènics implicats en aquestes malalties, la qual cosa en última instància podria facilitar el desenvolupament de noves estratègies terapèutiques d'aquestes malalties neurodegeneratives. |
|---|