Líneas de investigación del Laboratorio de Biología Celular del Sistema Nervioso Periférico (LBCSNP)

La principal neuropatía periférica hereditaria humana (Charcot-Marie-Tooth, CMT), se manifiesta en un progresivo déficit sensorial y motor. Mutaciones en el gen de la proteína de mielina compacta PMP22, causan más del 50% de todas las CMTs. El modelo murino Trembler-J (TrJ), presenta una mutación espontánea en pmp22 idéntica a la presente en la CMT1E humana. Esto impide la correcta inserción de PMP22 en la membrana, produciendo hipomielinización y generando agregados citoplasmáticos que bloquean las vías de detoxificación, dificultan el tráfico intracelular y alteran la proteostasis glial y axonal. El tratamiento de estas afecciones es paliativo por tanto la búsqueda de una terapéutica global, que module el exceso de proteína no funcional, representa una estrategia terapéutica plausible.

i.- La modulación del SNP in vitro: Análisis de la expresión de las vías mTOR, autofágica-lisosomal, HSP-UPS y su respuesta y sensibilidad a la acción hormética de la curcumina, señalado como neuroprotector y antioxidante en células de Schwann (CS). Sus efectos son estudiados para caracterizar la acción de la curcumina a bajas dosis por tiempos prolongados, así como la acción de sus eventuales vehículos, con foco en la puesta a punto de potenciales protocolos terapéuticos (Vázquez el al, 2022). 

ii.- Rol nuclear de PMP22: Luego de reportar su presencia en el núcleo interfásicos de CS de nervios ciáticos de ratones wt y TrJ (Di Tomaso et al, 2022), apuntamos el análisis a la distribución de las señales de PMP22 en dominios nucleares específicos, demostrando que PMP22 era más intensa en núcleos de CS TrJ que en núcleos wt y que se concentraba en regiones nucleares periféricas, colocalizando con Lamina B1, cuya expresión era significativamente menor en TrJ respecto al genotipo salvaje. También observamos que PMP22 colocalizaba más con la eucromatina activa que con la inactiva. La asociación de PMP22 con la eucromatina nos condujo a planteamos su posible rol nuclear, tempranamente señalado como gen asociado al detenimiento del ciclo celular (Manfioletti et al 1990).

iii.- Estrés oxidativo, alteraciones mitocondriales y daño en el ADN como componentes de la afección humana CMT1E, modelizada en los ratones Trembler-J: Alteraciones en las dimensiones mitocondriales (mitocondrias más alargadas y de mayor tamaño) y en los niveles de expresión del transcripto del citocromo b, han sido señaladas por nuestro grupo como parte del fenotipo neurodegenerativo TrJ (Vázquez et al, 2022). Estos hallazgos podrían suponer modificaciones en la dinámica mitocondrial vinculados a la mitofagia y funcionales a nivel de la fosforilación oxidativa y los niveles de ATP. Por esta razón, nos proponemos ahora  determinar  en las fibras nerviosas periféricas de  ratones TrJ, los niveles de estrés oxidativo, de la actividad celular antioxidantes y del daño a nivel del ADN mitocondrial  y nuclear.

iv.- La expresión central de PMP22.- Planteamos evaluar la expresión molecular central de PMP22 en wt y TrJ; y el impacto de la mutación en el modelo murino TrJ. Determinamos, por primera vez, la presencia hipocampal del transcripto pmp22 y de su proteína, tanto en wt como en el mutante TrJ, asociado con mayores niveles de ansiedad, estudiada mediante test campo abierto y laberinto elevado en cruz, Igualmente determinamos que el genotipo mutante muestra un  movimiento de cabeza sincrónico  exclusivo. (Damian et al, 2021). La continuidad de esta línea se proyecta en la profundización del estudio y la comprensión de la expresión hipocampal de PMP22 y en el de los mecanismos de memoria y aprendizaje.

v.- El componente vascular cerebral en el fenotipo neurodegenerativo Trembler-J: La presencia del temblor corporal sistémico en los ratones TrJ, nos impulsó a la caracterización histológica molecular de la expresión de PMP22 en la región de la sustantia nigra pars compacta, revelando indirectamente el hallazgo de una inesperada disminución en el tamaño y el número de vasos en TrJ. En colaboradión con el Laboratorio de Acústica y Ultrasonido de la Facultad de Ciencias, estudiamos el componente vascular del fenotipo neurodegenerativo TrJ, con el Doppler Ultrarrápido (μDoppler). Combinamos la metodología para el análisis μDoppler del registro in vivo del flujo sanguíneo vascular (con y sin cráneo), con el análisis estructural de la red vascular, post-mortem, marcada con sondas fluorescentes de isolectinas, mediante microscopía confocal.

vi.- Ultrasonido funcional para el estudio de la actividad vascular cerebral en ratones de genotipo wt y TrJ: línea de investigación enfocada en la caracterización funcional vascular en respuesta a estímulos externos y la conectividad entre regiones cerebrales en condiciones basales (resting) y durante la estimulación mecánica intermitente de los bigotes, en ratones bajo anestesia leve. En ratones de 3 meses, se pudo determinar una menor activación de la respuesta vascular en ratones TrJ comparados con los ratones wt en condiciones basales y durante la estimulación. La vía nerviosa que inerva los bigotes murinos pertenece a una rama del nervio trigémino, por lo que la inervación corresponde a fibras mielinadas a células de Schwann. El déficit en la respuesta vascular, involucra, al menos en parte este nervio periférico, lo que podría explicar al menos parcialmente esta respuesta.

vii.- La acción hormética de la curcumina suministrada in vivo, sobre el Sistema Nervioso: se plantea el estudio de los efectos de la acción hormética de la curcumina, suministrada en la dieta, a bajas dosis por tiempos prolongados, a una población  de ratones wt y TrJ, de 3 meses de edad. Este abordaje supuso la caracterización nutricional (control de la ingesta y del peso de cada ratón), previamente y durante el tratamiento. Se evaluó el efecto de la curcumina nivel comportamental, mediante test neuromotor e indicadores de ansiedad, al inicio y al final del tratamiento. Se realizó el registro μDoppler al inicio del tratamiento y al final del tratamiento. Las muestras de diferentes tejidos fueron tomadas y separadas para análisis bioquímicos y metabólicos. 

viii.- La neurogénesis como estrategia terapéutica: en colaboración con el Laboratorio de Neurobiología Comparada y del Departamento de Genética del IIBCE, iniciamos el estudio de la neurogénesis en el modelo TrJ y su eventual respuesta ante la acción hormética de la curcumina. La generación de nuevas neuronas en el sistema nervioso central, en la vida adulta es una estrategia común en todos los vertebrados. Esto puede estar al servicio de la reparación en caso de daño o de responder al medio ambiente, reforzando circuitos tanto sensoriales como motores. La neurogénesis adulta a nivel central es modificable por factores internos del organismo y también por factores externos. Respecto del modelo TrJ no existe, en nuestro conocimiento, reportes sobre neurogénesis. Nosotros hipotetizamos que nuestro modelo puede presentar una neurogénesis diferente a la observada en el wt, en respuesta a la injuria que supone la mutación.

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