Categorització dels cossos de poliglucosà cerebrals basada en la presència de neoepítops reconeguts per IgMs naturals

Abstract

El terme cossos de poliglucosà (PGBs) fa referència a agregats complexos formats per polímers de glucosa que arriben a fer diàmetres de desenes de micròmetres. Aquestes estructures s’han observat en el sistema nerviós central, però també en altres òrgans i teixits, com ara al cor, al múscul esquelètic i al fetge. Els PGBs han estat descrits en humans i altres espècies, però sobretot s’han estudiat més àmpliament en els mamífers. Diferents formes de PGBs estan relacionades amb determinades situacions o malalties. Durant el procés d'envelliment, el cervell humà acumula un tipus de PGBs anomenat cossos amilacis o corpora amylacea (CA). Encara que els CA han estat estudiats durant diversos anys, el seu origen i la seva funció encara romanen incerts. Els PGBs també es troben associats a la malaltia de Lafora, un trastorn neurodegeneratiu que es caracteritza per la presència d'estructures de tipus de poliglucosà denominades cossos de Lafora (LBs). D'altra banda, l'envelliment cerebral en ratolins condueix a l’aparició i l’expansió progressiva d’uns PGBs granulars degeneratius anomenats grànuls periodic acid Schiff (PAS). Aquests grànuls, que es troben principalment a l'hipocamp, s'originen en processos astrocítics i solen agrupar-se formant clústers. Cada clúster correspon al conjunt de grànuls d'un astròcit determinat. Recentment, el nostre grup de recerca ha descrit la presència d’uns neo-epítops en aquestes estructures que són reconeguts per IgMs. Aquestes IgMs, que es troben com a contaminants en alguns anticossos comercials, són les responsables de produir falsos marcatges positius d’aquests cossos quan s'utilitzen procediments immunohistoquímics.

Aquesta tesi pretén estudiar l'origen, la composició i la funció dels PGBs que apareixen amb l'edat i en condicions neurodegeneratives, com la malaltia d'Alzheimer i la malaltia de Lafora.

Els resultats obtinguts mostren que els CA són estructures similars als grànuls PAS de ratolí i que els CA també contenen neo-epítops. En ambdós casos, els neo-epítops poden ser reconeguts per IgMs naturals, fet que suggereix una nova relació entre els PGBs i el sistema immunitari innat. A més a més, els falsos marcatges positius que es produeixen degut a les IgMs naturals que es troben com a contaminants en alguns anticossos comercials aclareixen alguns resultats controvertits en quant a la presència d'alguns components descrits prèviament als CA. També s’ha determinat que els CA acumulen productes no degradables generats durant el procés d'envelliment i augmentats en malalties neurodegeneratives, com per exemple la malaltia d'Alzheimer. Tenint en compte aquests resultats, es planteja la hipòtesi que els CA són uns elements encarregats de l’eliminació de productes perjudicials o residuals a través de l'acció del sistema immunitari innat. D'altra banda, s’ha observat que els ratolins deficients de malina, un model de la malaltia de Lafora, presenten un elevat nombre de dos tipus diferents de PGBs: els grànuls PAS o CA-like, originats en astròcits i que contenen neo-epítops i els neuronal LBs, que són exclusius de la malaltia de Lafora i no contenen neo-epítops. Així doncs, l'absència de malina provoca la formació de PGBs a les neurones, però també augmenta el seu desenvolupament en astròcits. Postulem, en contra el que s’havia descrit prèviament, que els astròcits podrien intervenir en l'etiopatogènesi de la malaltia de Lafora.

En global, els resultats obtinguts mostren que, fins ara, els diferents PGBs han estat estudiats amb una perspectiva específica i limitada. Una imatge global o principal és necessària per obtenir el coneixement de la seva importància fisiopatològica.

The term polyglucosan bodies (PGBs) refers to complex aggregates composed of relatively large glucose polymers reaching diameters of tens of micrometres. PGBs have been reported in the central nervous system, but also in other organs and tissues. During the ageing process, human brain accumulates one type of PGBs called corpora amylacea (CA). Although CA have been studied for several years, their origin and function remain unclear. PGBs are also associated with Lafora disease, a neurodegenerative condition that is characterized by the presence of PGBs structures called Lafora bodies (LBs). On the other hand, brain ageing in mice leads to the progressive appearance and expansion of degenerative granular PGBs frequently referred to as Periodic Acid Schiff (PAS) granules. These granules, which are present mainly in the hippocampus, originate in astrocytes processes and tend to appear in clusters. Recently, our research group have reported the presence of neo-epitopes on these structures, responsible of numerous false positive staining on these bodies when immunohistochemical procedures are used. This thesis aimed to study the origin, composition and function of PGBs that appear with age and in neurodegenerative conditions such as Alzheimer’s disease and Lafora disease, focusing on the possible presence of neo-epitopes on these structures. The results obtained in this thesis show, firstly, that CA are structures similar to PAS granules from mice brain and that CA also contain neo-epitopes. In both cases, the neo-epitopes can be recognized by natural IgM antibodies, suggesting a new relation between PGBs and the natural immune system. This fact explains the controversial results previously described about the presence of some components in CA. In this work, some of these components have been discarded. Secondly, malin deficient mice, a mouse model of Lafora disease, present distinct types of PGBs: PAS granules or CA-like granules, originated in astrocytes, and neuronal LBs. This last type of PGBs is specific of this condition and does not contain neo-epitopes. Overall results suggest that CA are PGBs related to the aggregation of non-degradable products produced during ageing process and increased in neurodegenerative conditions, whereas LBs are pathogenic structures responsible of the neurodegeneration observed in Lafora disease.