Estudio de las alteraciones cerebrales en animales adultos expuestos al etanol durante la gestación y/ o durante la adolescencia tardia: Mecanismos moleculares y celulares

Abstract

[ES] Estudios epidemiológicos, clínicos y básicos demuestran que el consumo de alcohol en épocas cruciales para el desarrollo del sistema nervioso central (SNC) supone un factor de vulnerabilidad para padecer alteraciones cognitivas y trastornos psiquiátricos, en particular trastornos por uso de sustancias, que presentan en especial, una predisposición a un uso o abuso del alcohol (Baer et al., 2003; Kelly et al., 2009; Guerri et al., 2009). Sin embargo, los mecanismos neurobiológicos que subyacen a esta vulnerabilidad adquirida no están totalmente esclarecidos, viéndose involucrados otros procesos tales como la neurodegeneración, inflamación y posibles cambios epigenéticos (Blanco et al., 2005; Alfonso-Loeches et al., 2010; Pascual et al., 2012; Fernández-Lizarbe et al., 2013). Además, el alcohol afecta de forma irreversible cerebro en desarrollo, y predispone al consumo de alcohol en la fase adulta (Alfonso-Loeches and Guerri, 2011). Las acciones del alcohol en cada periodo del desarrollo (Ejem. embrión, feto, neonato, postnatal, adolescencia) son complejas y es necesario conocer con precisión cuáles son exactamente los periodos críticos en el desarrollo del individuo y si existen diferencias asociadas al sexo en estos procesos (Alfonso-Loeches et al., 2013). Además, resultados anteriores del laboratorio de Patología Celular del CIPF demuestran que gran parte de la neurotoxicidad del etanol se debe a una activación en la respuesta del sistema neuroinmune y de los receptores Toll- like (ej. TLR4 y TLR2) y NLRP3 ( Alfonso-Loeches et al., 2010). Que produce neuroinflamacion y daño neural. Sin embargo se desconoce si este mecanismo participa en periodos precoces del desarrollo del cerebro. Por tanto el objetivo de este estudio es ¿Evaluar si el consumo de alcohol en forma de atracón en madres gestantes y/o durante el período de la adolescencia, afecta el desarrollo del cerebro por mecanismos de neuroinflamacion y produce disfunciones conductuales o cognitivas¿. Para el desarrollo de nuestra hipótesis de partida, presentamos el siguiente plan de trabajo, mediante el uso de distintas técnicas de biología celular y molecular, donde vamos a intentar abordar 4 objetivos principales: 1.- Determinar el posible papel de los receptores del sistema inmunitario en cerebro, como los Toll- like (ej. TLR4 y TLR2) y NOD like (NLRP3) y sus rutas de señalización. 2.- Estudiar los marcadores de neuroinflamación en las muestras obtenidas, mediante la medida de los niveles de mediadores inflamatorios como iNOS y COX-2 e incluso la expresión de citoquinas y quemoquinas que participan en los procesos de neuroinflamación. 3.- Evaluar si existen cambios en los procesos de mielinización mediante el estudio de la expresión de proteínas envueltas en estos procesos neurodegenerativos. 4.-Investigar si existen cambios irreversibles en el animal adulto expuesto prenatalmente al etanol o en el adolescente, y si estos se producen por cambios a nivel epigenético mediante el estudio de acetilación y metilación de histonas. En todos los casos, el animal de experimentación será el ratón C57BL/6J (muestras de cerebro obtenidas a PND67-73). El modelo experimental seguido fue el siguiente: Las madres serán expuestas a una solución de etanol (20%) durante las tres semanas de gestación. El protocolo que utilizaremos para el consumo de alcohol prenatal, será en forma de ¿atracón¿ utilizando el ¿DID test¿ (¿Drinking in the dark¿ test) durante las tres semanas de gestación. Así, el consumo de la solución de etanol al 20% (diluido en agua) durante la gestación se realizará durante cuatro días a la semana/tres semanas. Durante los tres primeros días de cada semana, las madres serán expuestas a etanol durante 2 horas y el cuarto día de cada semana estarán expuestas a etanol durante 4 horas para producir el binge. Un grupo control estará expuesto al mismo procedimiento pero recibirá agua en lugar de a

[EN] The alcohol consumption among the population has been increasing in the last years as teenagers start to drink younger than before and women also drink more now even if formerly they did not. Therefore, there are health problems originated due to growing alcohol consumption which accounts for a great amount of illnesses such as hepatic cirrhosis as well as neurodegenerative and neuroinflammatory diseases. There are a lot of studies of how adolescents are affected by alcohol and foetal alcohol syndrome damage is well-documented which appears in neonates whose mothers drank alcohol regularly during pregnancy. However, there are several life periods in which the damaging effects that ethanol can cause are almost completely unknown. Also, the mechanisms by which the alcohol induces a loss of white matter in the brain as well as triggers the inflammatory response through the immune system and its receptors need to be elucidated. In this project data about the effects of ethanol that can be maintained in the adult is gathered after the alcohol exposition during some periods of the brain’s development, either in an advanced adolescence and/or even during the prenatal period when mothers drank alcohol; vital periods which can affect to a certain degree the adulthood. The fields that are studied in this project involve the alterations produced by the alcohol in the myelination processes, neuroinflammation, epigenetic changes and even alcohol-associated brain damage.