Estudis fisiopatològics de la degeneració de motoneurones en cultius organotípics de medul·la espinal: requeriments tròfics i neuroprotecció per liti

Abstract

S'ha establert un sistema de cultiu organotípic de motoneurones (MNs)<br/>madures d'embrió de pollastre del dia embrionari (E) 16. Aquestes MNs, tot i ser<br/>resistents a l'axotomia in vivo, moren en absència d'un suport tròfic exogen,<br/>majoritàriament durant els primers 7 dies in vitro (DIV). Després de testar els efectes<br/>de 15 factors tròfics (FTs) diferents, el GDNF ha resultat ser el FT més potent<br/>promovent la supervivència de les MNs a llarg termini (fins als 28 DIV). A més, la<br/>presència del GDNF al medi de cultiu ha afavorit l'expressió en les MNs dels mRNAs<br/>del seu receptor Ret i del seu coreceptor GFRa1, afavorint la capacitat de resposta<br/>sostinguda de les MNs a aquest FT. En aquest cultiu, s'ha evidenciat que el GDNF és<br/>capaç de promoure la supervivència i la maduració a llarg termini de les MNs a través<br/>de l'activació de la via de la PI3K. El GDNF ha reduït el percentatge de MNs caspasa-3<br/>activa positives que es detecten en absència de FT. Tot i que l'increment de cAMP i<br/>la despolarització amb K+ han permès rescatar les MNs de la mort que té lloc durant<br/>els primers 7 DIV no han resultat ser aproximacions vàlides per afavorir la<br/>supervivència de les MNs a llarg termini. En aquest sistema, l'activació microglial<br/>permanent amb LPS des dels 7 DIV provoca la mort de les MNs en aquests cultius.<br/>Considerant l'excitotoxicitat com la hipòtesi més plausible per explicar<br/>l'afectació selectiva de les MNs en l'ELA, hem assajat l'acció de diversos agonistes de<br/>glutamat sobre els cultius organotípics. En aquest sistema, les MNs mantenen la<br/>vulnerabilitat a les excitotoxines. L'àcid kaínic ha resultat ser l'agonista<br/>glutamatèrgic més potent sobre les MNs actuant a través dels receptors ionotròpics<br/>AMPA/KA. Les MNs també s'han mostrat vulnerables a una inhibició mitocondrial<br/>crònica amb toxines mitocondrials i, en tal situació, degeneren i moren mitjançant<br/>un mecanisme excitotòxic.<br/>Finalment, hem avaluat els possibles efectes antiapoptòtics i antiexcitotòxics<br/>del liti sobre les MNs. El liti administrat in ovo durant l'etapa de la mort celBlular<br/>programada de les MNs (E6-E10) no ha rescatat aquestes neurones de la mort<br/>apoptòtica natural però actua com a agent neuroprotector enfront d'una lesió<br/>excitotòxica amb kainat en el nostre sistema in vitro. Aquest rescat de les MNs de la<br/>mort excitotòxica s'ha acompanyat de la preservació de la ultrastructura<br/>mitocondrial i nuclear de les MNs. No obstant, el liti provoca alteracions estructurals<br/>com l'acúmul de microtúbuls i de neurofilaments fosforilats en els eferoides axonals,<br/>l'increment de dense core vesicles i l'activació de l'autofàgia en les MNs. Hem posat<br/>de manifest que les dianes intracelBlulars del liti implicades en els seus efectes<br/>antiexcitotòxics són l'activació la via de la PI3K, la fosforilació/inhibició de la GSK-3b<br/>i possiblement una modulació diferencial de la fosforilació de les isoformes JNK.