Identificación y caracterización de factores de transcripción implicados en la regulación de procesos moleculares y cerebroreparadores en el ictus

Abstract

The aim of this thesis was to identify transcriptional regulators involved in the modulation of ischaemia, as well as brain plasticity processes responsible for compensating the ischaemic lesions, in order to establish the molecular mechanisms underlying the disease and to improve the limitations offered by the treatments currently used for stroke through the design of new therapeutic strategies. Specifically, in this thesis we have identified and characterized Oct- 2 and HMGIY transcription factors as transcriptional regulators involved in cerebral ischaemia. From one hand, it has been demonstrated that ischaemia induces differences in Oct- 2 binding activity and gene expression in the acute as well as in the chronic phase of ischaemia. Also it has been described a neuronal localization of Oct-2 as well as its interaction with other transcription factors in control and ischaemic rat brain. The results have reported that the Oct-2 modulated response have a beneficial role in neural physiological functions, suggesting that it could be involved in reducing neuronal damage and promoting neuronal survival in the context of cerebral ischaemia. On the other hand, HMGIY has been identified as a transcription factor involved in brain repair functions, specifically in angiogenesis. It has been shown that cerebral ischaemia induces an increase of its protein expression and a promotion of the HMGIY number of interactions with other transcription factors modulating brain repair functions. Furthermore, it has been demonstrated an association between HMGIY and angiogenic proteins and the transcription factor ability to promote brain endothelial cells viability. Therefore, the identification and characterization of transcription factors in the cerebral ischaemia context, have allowed Oct-2 and HMGIY identification as potential therapeutic targets, as well as to improve the knowledge about the molecular mechanisms modulating the endogenous brain repair processes. These results can help to establish the basis for the design of new drugs and therapeutic strategies that promote these processes. Finally, the development of techniques to achieve the objectives of the present thesis has allowed the establishment of an experimental in vitro model of cerebral ischemia using rat brain microvascular endothelial cells, in order to study brain repair processes in stroke.

L’objectiu d’aquesta tesi ha sigut identificar reguladors transcripcionals que participen en la modulació del procés isquèmic, així com en processos de plasticitat cerebral responsables de compensar les lesions isquèmiques, per tal d’establir els mecanismes moleculars subjacents a la malaltia, i alhora millorar les limitacions que ofereixen els tractaments actualment utilitzats per l’ictus mitjançant el disseny de noves estratègies terapèutiques. Concretament, en aquesta tesi s’han identificat i caracteritzat els factors de transcripció Oct-2 i HMGIY, com reguladors transcripcionals implicats en la isquèmia cerebral. D’una banda, s’ha demostrat que la isquèmia indueix diferències en l'activitat d'unió i en l'expressió gènica d’Oct-2 tant en la fase aguda com en la fase crònica de la isquèmia. S’ha descrit la localització neuronal d’Oct-2 i la seva interacció amb altres factors de transcripció en cervell de rata control i sotmesa a isquèmia. Els resultats han evidenciat que la resposta modulada per Oct-2 té un paper beneficiós en les funcions fisiològiques neuronals, la qual cosa suggereix que podria estar implicat en la reducció del dany neuronal i en promoure la supervivència neuronal en el context de la isquèmia cerebral. D’altra banda, s'ha identificat HMGIY com un factor de transcripció implicat en el procés de la cerebroreparació, concretament en angiogènesi. S'ha observat que la isquèmia indueix un augment de la seva l’expressió proteica i de les seves interaccions amb altres factors de transcripció que modulen funcions cerebroreparadores. A més a més, s'ha demostrat una associació entre HMGIY i proteïnes angiogèniques i la capacitat d’aquest factor de transcripció de promoure la viabilitat de les cèl·lules endotelials cerebrals. D’aquesta manera, l’estudi de factors de transcripció en el context de la isquèmia cerebral, ha permès identificar Oct-2 i HMGIY com a potencials dianes terapèutiques així com ampliar els coneixements sobre els mecanismes moleculars que modulen els processos endògens de cerebroreparació. Aquests resultats poden ajudar a establir les bases pel disseny de nous fàrmacs i estratègies terapèutiques que promoguin aquests processos. Finalment, la posada a punt de les tècniques per assolir els objectius de la tesi, ha permès establir un model experimental in vitro de la isquèmia cerebral, amb cèl·lules endotelials de microvasculatura cerebral de rata, per l’estudi de processos cerebroreparadors en l’ictus.