Caracterización de las células madre neurales adultas en el hipocampo de ratones progéricos

Abstract

[ES] Debido a la existencia de células madre neurales adultas, en el cerebro adulto se generan nuevas neuronas. La neurogénesis adulta ha sido observada en dos regiones específicas : la zona subventricular(SVZ) de los ventrículos laterales y la zona subgranular del giro dentado (SGZ) en el hipocampo. Los neuroblastos generados en la SVZ migran hasta el bulbo olfactorio y finalmente se diferencian en neuronas granulares y periglomerulares, donde realizan funciones relacionadas con el olfato. Por otra parte, en el hipocampo se produce un solo tipo de neurona, las células granulares del giro dentado, que se forman tras la migración y posterior diferenciación de los neuroblastos de la SGZ al estrato granular. Se asocian con los procesos de memoria y aprendizaje. La generación de neuronas nuevas ha sido observada en humanos y roedores, pero disminuye durante el envejecimiento. Es posible que esta disminución contribuya a la pérdida de memoria y capacidades de aprendizaje asociados al envejecimiento, siendo así la neurogénesis un área interesante para el estudio de patologías relacionadas con el envejecimiento. La progeria es una enfermedad de envejecimiento rara, esporádica y dominante causada por mutaciones en el gen de la Lamina A, notablemente, la mutación c.1824C>T, presente en casi el 90% de los casos totales de la progeria en humanos. La enfermedad se caracteriza por un envejecimiento acelerado y prematuro, y una muerte prematura de los pacientes, generalmente causada por complicaciones de arteroesclerosis como infartos de miocardio, fallos cardíacos e ictus. Una de las características más importantes de la progeria es el acortamiento de los telómeros, considerado un sello del envejecimiento. El sistema nervioso central en los pacientes de progeria y modelos de roedores no parece estar afectado, lo cual se atribuye a la baja expresión de la Lamina A en el cerebro y las neuronas. Sin embargo, se desconoce el efecto que pueda tener la enfermedad sobre las células madre del cerebro. Los objetivos de este estudio serán analizar el número y la actividad proliferativa de las células madre neurales en la zona hipocampal en ratones ¿knock-in¿ LmnaG609G , un modelo de progeria, respecto a ratones silvestres equivalentes. Para ello, se emplearán técnicas inmunohistoquímicas usando anticuerpos específicos contra los marcadores característicos de las células madre neurales, junto con microscopía confocal para la detección, análisis y cuantificación de éstas células. La actividad proliferativa de las células madre se marcará mediante la incorporación de el análogo de timidina 5-bromo-2-desoxiuridina (BrdU), durante la fase S del ciclo celular. Adicionalmente, se analizará la expresión de los genes que codifican para las laminas nucleares en células madre neurales aisladas del hipocampo de roedores adultos. Nuestros hallazgos in vivo se discutirán a la luz de nuestras observaciones in vitro.

[EN] New neurons are constantly produced in the adult mammalian brain due to the existence of adult neural stem cells. Adult neurogenesis has been observed in two specific regions: the subventricular zone (SVZ) of the lateral ventricles and the subgranular zone (SGZ) of the dentate gyrus in the hippocampus. Neuroblasts/newborn neurons from the SVZ migrate till the olfactory bulb and finally differentiate into granule cells and periglomerular cells, that perform olfactory functions. On the other hand, one single type of neuron is generated in the hippocampus, the dentate granule neuron, which is formed after neuroblasts/newborn neurons migrate from the SGZ to the adjacent granule cell layer and differentiate. These dentate granule neurons are associated with the process of memory and learning. The production of new neurons has been observed in humans and rodents, but greatly declines during ageing. This decline possibly contributes to the loss of memory and learning capabilities that is associated to ageing, making neurogenesis an interesting area of study in age-related pathologies. Progeria is a rare, sporadic, autosomal dominant ageing disease caused by mutations in the Lamin A gene, most notably, the mutation c.1824C>T, which accounts for almost 90% of the total cases of progeria in humans. The disease is characterized by accelerated, premature ageing and subsequent premature death caused by complications of artherosclerosis like heart failure, myocardial infarction and strokes. One of the most important characteristics of progeria is telomere shortening, which is considered as a hallmark of ageing. Although the CNS in progeria patients and rodent models does not seem to be affected by the disease, largely thought to be related to the low expression of Lamin A in the brain and neurons alike. However, the overall effects of progeria on brain stem cells are unknown. The objectives of this study are to analyse the number and proliferative activity of adult neural stem cells in the hippocampal region of knock-in LmnaG609G mice, a model of progeria, with respect to their wild type counterparts. We will employ immunohistochemical techniques using specific antibodies against the characteristic markers of neural stem cells and confocal microscopy for the detection, analysis and quantification of these cells. The proliferative activity of the stem cells will be tracked by the incorporation of the thymidine analogue 5-Bromo-2'-deoxyuridine (BrdU) during S-phase. We will also analyse the expression of the genes encoding nuclear lamins in neural stem cells isolated from the hippocampus of adult rodents. Our in vivo findings will be discussed in the light of our in vitro observations.