Rol de las células gliales de Müller en la regeneración neuronal de la retina

Las enfermedades neurodegenerativas se caracterizan por la pérdida progresiva e irreversible de neuronas, lo cual perjudica seriamente las funciones neurológicas, por lo que es indispen-sable encontrar una solución efectiva a esta problemática. El sistema nervioso es de difícil acceso y de una enor...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Simón, María Victoria
Otros Autores: Rotstein, Nora Patricia
Lenguaje:Español
Publicado: 2012
Materias:
Acceso en línea:http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/2253
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description Las enfermedades neurodegenerativas se caracterizan por la pérdida progresiva e irreversible de neuronas, lo cual perjudica seriamente las funciones neurológicas, por lo que es indispen-sable encontrar una solución efectiva a esta problemática. El sistema nervioso es de difícil acceso y de una enorme complejidad. Utilizar modelos que permitan analizar la génesis y la muerte neuronal, resulta clave para comprender la evolu-ción y establecer potenciales tratamientos para las enferme-dades neurodegenerativas. La retina es un excelente sistema para indagar en estos procesos, dado que forma parte del sis-tema nervioso central y presenta una estructura laminar sen-cilla. En la retina, las enfermedades neurodegenerativas que afectan a las neuronas fotorreceptoras - como la Retinitis Pigmentaria o la Degeneración Macular - culminan con la ce-guera de los pacientes afectados. Actualmente se presentan dos posibles estrategias de tratamiento para estas enfermeda-des: la primera busca conocer los mecanismos que conducen a la apoptosis neuronal, de manera de evitarla mediante el uso de factores que promuevan la supervivencia de los fotorreceptores. La segunda propone regenerar las neuronas perdidas durante la enfermedad mediante el uso de stem cells o células madre, las cuales se caracterizan por la auto-reno-vación y multipotencialidad. Las células gliales de Müller(CGM) serían stem cells en la retina. Numerosos trabajos indican que las CGM son capaces de de-diferenciarse y proliferar luego de un daño en la retina, para luego expresar marcadores de fo-torreceptores. Este comportamiento es ampliamente recono-cido en peces y anfibios, sin embargo resulta más restringido en aves y mamíferos. Para poder utilizarlas en el tratamiento de patologías degenerativas, es clave conocer varios aspec-tos de la biología de las CGM como stem cells en animales superiores. Por otra parte, la rápida muerte por apoptosis de las células regeneradas dificulta notablemente el éxito de las terapias de reemplazo. Por lo tanto, es importante dilucidar cómo evitar dicha muerte. Estudios previos de nuestro labora-torio indicaron que las CGM expresaron marcadores de multipo-tencialidad por largos períodos in vitro, y que esta expresión era regulada por la interacción con neuronas de retina o el agregado de factores tróficos. El objetivo del presente trabajo de Tesis fue evaluar el potencial comportamiento como célu-las madre de las CGM de roedores, determinando si eran capa-ces de generar neuronas fotorreceptoras in vitro. Para ello di-señamos tres sistemas de cultivos celulares de retina (neuro-nales puros, gliales puros y cultivos mixtos neuro-gliales) en los cuales analizamos la presencia, origen y evolución de pro-genitores multipotentes, determinando si retenían las caracte-rísticas de multipotencialidad a través de los pasajes. A conti-nuación evaluamos la capacidad de diferenciación de dichos progenitores en fotorreceptores maduros y funcionales; y si el agregado de factores lipídicos podía prevenir la apoptosis de los fotorreceptores regenerados. En el Primer Capítulo evalua-mos si las CGM presentaban dos características de las células madre: la capacidad de expresar marcadores de multipoten-cialidad a través de los pasajes, y de generar progenitores neuronales. Determinamos que tras el repique de cultivos enri-quecidos en CGM, las CGM retuvieron la expresión de Nestina, a la vez que co-existieron con una población de progenitores que bajo condiciones adecuadas se diferenciaron en neuronas La existencia de progenitores en estos cultivos secundarios planteó cuatro preguntas: De dónde provienen los progenito-res? Expresan otros marcadores de multipotencialidad? Es posible diferenciarlos en fotorreceptores? Existen factores que promuevan su supervivencia y/o diferenciación? Antes de avanzar con ellas evaluamos si las dos poblaciones mayorita-rias en cultivos primarios de retina (CGM y neuronas), influían en el destino que los progenitores adoptaban in vitro. Deter-minamos que sólo la interacción de CGM con neuronas de reti-na permitía la generación y/o conservación de progenitores multipotentes por largos períodos en cultivo. En el Segundo Capítulo analizamos el origen y la expresión de marcadores de multipotencialidad en los progenitores observados tras el repi-que. Determinamos que los progenitores expresaron -además de Nestina- Sox-2 y Pax-6 a la vez que conservaron su capa-cidad proliferativa. Estas características se observaron sólo en los pasajes de cultivos mixtos neuro-gliales: los cultivos puros neuronales no sobrevivieron al repique, mientras que los cultivos puros de CGM no generaron progenitores de retina. Los progenitores retuvieron la expresión de Pax-6 y Sox-2 y continuaron proliferando aún luego de cuatro pasajes sucesi-vos de cultivos mixtos. Algunos de ellos, inclusive, expresaron Crx, hecho que indicaba su capacidad de diferenciación en neuronas fotorreceptoras. Para establecer el origen de los pro-genitores de retina en los repiques, utilizamos una sonda fluorescente que nos permitió identificar la progenie tanto de los progenitores como de las CGM. Este análisis sugirió que los progenitores multipotentes observados en los sucesivos repi-ques se originarían en progenitores pre-existentes preserva-dos por la interacción con las CGM y no en las CGM. En el tercer capítulo investigamos la capacidad de diferenciación de los progenitores multipotentes en neuronas fotorreceptoras. Determinamos que en los cultivos mixtos neuro-gliales, bajo condiciones adecuadas de cultivo los progenitores se diferen-ciaron en fotorreceptores maduros y funcionales, que expre-saron marcadores característicos de fotorreceptores (como Crx, Opsina, Periferina) a la vez que fueron capaces de res-ponder a la luz y de capturar glutamato por mecanismos de alta afinidad. Por último, investigamos si era posible bloquear o retrasar el desarrollo de la apoptosis en las células regene-radas. Determinamos que la administración de DHA y S1P - dos moléculas lipídicas con efectos anti-apoptóticos en fo-torreceptores-disminuyeron significativamente la apoptosis neuronal en los repiques. En conclusión, en este trabajo de Tesis establecimos una nueva función para las células gliales de Müller: su capacidad de transformar a las células progeni-toras de retina en células multipotentes, y de promover su diferenciación en neuronas fotorreceptoras. Esta novedosa función podría ser relevante al momento de diseñar nuevas estrategias para el tratamiento de enfermedades neurode-generativas de la retina.