Deciphering the regenerative response of peripheral neuron subtypes after nerve injury
Les neurones perifèriques poden regenerar després d’una lesió nerviosa, però la recuperació funcional sol ser limitada. Després d’una axotomia, les neurones experimenten canvis en l’expressió gènica, passant a un estat pro-regeneratiu que permet la regeneració de l’axó. Malauradament, la manca d’esp...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2023 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/690747 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/690747 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Regeneració axonal Regeneración axonal Axon regeneration Lesió de nervi Lesión de nervio Nerve lesion Ciències de la Salut 612 |
| Sumario: | Les neurones perifèriques poden regenerar després d’una lesió nerviosa, però la recuperació funcional sol ser limitada. Després d’una axotomia, les neurones experimenten canvis en l’expressió gènica, passant a un estat pro-regeneratiu que permet la regeneració de l’axó. Malauradament, la manca d’especificitat dificulta la recuperació funcional completa. Com que les neurones perifèriques són molt heterogènies i tenen diferents òrgans diana, els axons sensorials i motors que estan regenerant poques vegades troben les seves vies originals per reinnervar els òrgans adequats. Actualment, no hi ha una estratègia terapèutica eficaç per promoure la regeneració específica de les diferents neurones. Tot i que hi ha una resposta regenerativa comuna entre les neurones, la velocitat i la qualitat de la regeneració poden diferir entre les subpoblacions. Per tant, el patró d’expressió gènica activat després d’una lesió també hauria de ser diferent. En aquesta tesi, el nostre objectiu va ser caracteritzar la resposta intrínseca a una lesió de nervi en quatre poblacions neuronals paradigmàtiques: motoneurones, propioceptors, neurones de tacte i nociceptors. Per això, vam utilitzar ratolins transgènics amb fluorescència en subpoblacions específiques (Cre/Ai9), així com ratolins amb ribosomes modificats en tipus neuronals específics (Cre/Ribotag). Aquesta modificació ens permet aïllar els ribosomes i l’ARNm de la població d’interès. Combinant ambdues estratègies, vam definir el patró d’expressió gènica d’aquestes poblacions després d’una lesió nerviosa en el context de la seva regeneració histològica. En primer lloc, es va validar el marcatge específic de neurones dels ratolins ChAT-Cre/Ai9, PV-Cre/Ai9, Npy2r-Cre/Ai9, TRPV1-Cre/Ai9 i Calb1-Cre/Ai9 en motoneurones, propioceptors, mecanoreceptors cutanis, nociceptors i neurones de tacte, respectivament. Es va veure que aquestes neurones tenien diferents taxes de regeneració in vivo i in vitro, sent els nociceptors els més ràpids i els propioceptors les neurones amb pitjor regeneració. Després d’una secció del nervi femoral, vam trobar que totes les neurones mostraven preferència per regenerar cap a la branca correcta: les motoneurones i els propioceptors van regenerar més a través de la branca muscular, mentre que els mecanoreceptors cutanis van preferir la branca cutània. Tot i que aquesta preferència va ser petita, ens indica l’existència d’un mecanisme d’especificitat que es podria modular per millorar la recuperació funcional. Després d’establir la regeneració histològica, vam investigar els canvis d’expressió gènica després d’un aixafament del nervi ciàtic fent servir els ratolins Ribotag. La seqüenciació de l’ARN va detectar més de 3.000 gens que estaven regulats després de la lesió. D’aquests, més de 800 coincidien a les quatre poblacions, inclosos Gap43, Tubb2a i Jun. Sorprenentment, entre el 75-80 % dels gens expressats diferencialment no es van activar a totes les neurones. Vam veure que alguns d’aquests gens només estaven regulats per neurones musculars (per exemple, L1cam) o per neurones cutànies (per exemple, Gpc2). Les anàlisis d’enriquiment van revelar una activació diferencial en vies rellevants com la de l’ErbB, les semaforines-plexines i els PPAR. A partir de les dades de la seqüenciació, vam triar alguns factors candidats per modular la regeneració específica. Vam veure que el factor NT-3 augmentava les neurites dels propioceptors, mentre que l’NGF i BDNF promovien el creixement de neurites dels nociceptors. Finalment, utilitzant siRNAs, vam disminuir l’expressió de Med12, un gen sobre-regulat específicament en propioceptors axotomitzats. El seu bloqueig va augmentar la longitud de les neurites exclusivament en aquesta població, suggerint que Med12 és un regulador específic de la regeneració. En conclusió, en aquesta tesi es demostra que diferents poblacions neuronals regeneren de manera diferent i activen mecanismes regeneratius diversos. Aquests descobriments ens aporten informació valuosa sobre els mecanismes regeneratius de neurones específiques i estableixen una base per a futurs estudis centrats a promoure la regeneració específica i, per tant, la recuperació funcional després d’una lesió de nervi. |
|---|