Understanding the intracellular mechanisms leading to motoneuron degeneration in spinal muscular atrophy disease

L’Atròfia Muscular Espinal (AME) és una malaltia neuromuscular degenerativa greu i la primera causa genètica de mort infantil. L’AME s’origina per la pèrdua o mutació del gen Survival Motor Neuron 1 (SMN1) i la disminució de la proteïna Survival Motor Neuron (SMN). Els nivells de SMN contribueixen e...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Sansa Zaragoza, Alba
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2023
País:España
Institución:Varias* (Consorci de Biblioteques Universitáries de Catalunya, Centre de Serveis Científics i Acadèmics de Catalunya)
Repositorio:Recercat. Dipósit de la Recerca de Catalunya
OAI Identifier:oai:recercat.cat:10459.1/463149
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/10803/687934
http://hdl.handle.net/10459.1/463149
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Atròfia Muscular Espinal
SMN
Motoneurona
Atrofia Muscular Espinal
Spinal Muscular Atrophy
Motoneuron
Biologia Cel·lular
576
Descripción
Sumario:L’Atròfia Muscular Espinal (AME) és una malaltia neuromuscular degenerativa greu i la primera causa genètica de mort infantil. L’AME s’origina per la pèrdua o mutació del gen Survival Motor Neuron 1 (SMN1) i la disminució de la proteïna Survival Motor Neuron (SMN). Els nivells de SMN contribueixen en la determinació del fenotip i la gravetat de la malaltia. Una duplicació centromèrica d’aquest gen, SMN2, és la responsable de la producció de proteïna SMN en la condició d’AME. La disminució sistèmica de SMN resulta en l’afectació de diversos teixits i cèl·lules. Les motoneurones (MNs) de la medul·la espinal son el tipus cel·lular amb majors alteracions. Per desenvolupar noves estratègies terapèutiques que evitin la degeneració de les MNs i la progressió de la malaltia, és necessari conèixer en profunditat els mecanismes cel·lulars que s’hi troben implicats. L’objectiu del present treball ha estat analitzar les alteracions de les vies de senyalització de supervivència neuronal PI3K/Akt i ERK MAPK, així com l’estudi de marcadors d’apoptosi i d’autofàgia en diferents models d’AME, centrant la investigació en la implicació d’aquestes modificacions en les MNs. Els resultats van mostrar que les MNs dels models d’AME presentaven un increment en la degeneració neurítica, la disminució de la supervivència cel·lular, un augment del tall de la proteasa caspassa-3 i major presència de nuclis amb morfologia apoptòtica. Les proteïnes antiapoptòtiques FAIM i XIAP estaven disminuïdes en extractes totals de medul·la espinal de ratolí d’AME, tanmateix, en cultius de MNs es trobaven augmentades. Tot i així, la presència de caspassa-3 activa i de nuclis fragmentats, indica que l’expressió de FAIM-L i XIAP podria no ser suficient per contrarestar l’activació de l’apoptosi en MNs. Les vies de senyalització intracel·lular PI3K/Akt i ERK MAPK també estan alterades en les MNs AME. Es va observar una disminució de la fosforilació d’Akt i un increment de la fosforilació d’ERK. La inhibició d’aquestes vies en MNs va demostrar la seva implicació en la regulació transcripcional de SMN. Tot i així, la regulació endògena de SMN no va alterar la fosforilació d’Akt i ERK. L’estudi dels marcadors d’autofàgia va revelar un perfil d’expressió diferencial de les proteïnes analitzades entre els models cel·lulars d’AME. Així doncs, mentre que en múscul hi havia una disminució de la formació d’autofagosomes i un augment del flux d’autofàgia, en les MNs s’observava un increment d’autofagosomes i una disminució del flux. A més, les MNs AME presentaven un increment en la fosforilació de la proteïna mTOR, la qual participa en la inhibició de l’autofàgia. La fosforilació de mTOR i els canvis dels indicadors de l’autofàgia poden ser modulats per la inhibició farmacològica de la via ERK i per quelants de Ca2+ intracel·lular. En conclusió, els nostres resultats demostren alteracions en vies de supervivència intracel·lular, en la senyalització per Ca2+, i en els processos d’autofàgia i apoptosi en les MNs AME. Les observacions d’aquest treball suggereixen una connexió entre els nivells de Ca2+ intracel·lular i la disrupció de la via ERK MAPK, l’activació de la qual contribueix a la modificació de l’autofàgia en les MNs AME. La regulació del Ca2+ intracel·lular i de la via ERK MAPK podrien constituir dianes per restaurar els processos d’autofàgia alterats en les MNs i ser considerades en el desenvolupament futur de noves teràpies combinades pel tractament de l’AME.

Similares en LA Referencia