Implicación de los factores neurotróficos en la fisiopatología y protección de la enfermedad de Huntington

Abstract

La enfermedad de Huntington es una enfermedad neurodegenerativa que cursa con graves trastornos motores y declive cognitivo. La neuropatología de la enfermedad radica en la mutación del gen de la huntingtina y una degeneración selectiva de las neuronas GABAérgicas de los núcleos Caudado y Putamen del cerebro (núcleo estriado en ratones). Esta enfermedad no tiene cura y su tratamiento actual es paliativo. En la presente tesis se ha abordado el estudio de los factores tróficos, debido a su importancia en el desarrollo y supervivencia de las neuronas. Se ha caracterizado la importancia de la neurotrofina BDNF (brain derived neurotrophic factor) desarrollando para este fin un modelo animal transgénico con el exón I de la huntingtina mutada y niveles disminuidos de la neurotrofina. La disminución de BDNF provoca un empeoramiento de la enfermedad adelantándose la edad de manifestación y la severidad de la misma por muerte de las neuronas encefalinérgicas del núcleo estriado. Se ha observado que además de la degeneración del núcleo estriado también ocurre una disfunción en las células dopaminérgicas de la sustancia negra (ésta última envía conexiones hacia el núcleo estriado). Se han realizado varias terapias de protección en animales modelo de la enfermedad. Por un lado, se ha realizado una administración exógena de BDNF, observándose una mejora de las neuronas encefalinérgicas del núcleo estriado, lo que ha dado lugar a utilizar el fármaco Cisteamina (el cual provoca un pico puntual de liberación endógena de BDNF tras su administración) observándose una protección en los ratones modelo de Huntigton R6/1. Se han realizado terapias de neuroprotección empleando para ello células madre modificadas genéticamente para que liberen el factor trófico GDNF y expresen los marcadores GFP y luciferasa pudiendo así localizarlas tras el transplante ya sea mediante un método de detección de luz no-invasivo in vivo que se puede usar a lo largo del tiempo de la vida del animal, o bien por la GFP en estudios post-mortem, observándose una protección del núcleo estriado ante lesiones excitotóxicas con ácido quinolínico (que mimetiza la enfermedad en los ratones normales). Por último se ha llevado a cabo un protocolo de diferenciación de células madre neurales hacia el fenotipo GABAérgico para su posterior transplante en vista a realizar terapia celular sustitutiva, observándose una buena supervivencia e integración en el tejido del hueste, manteniendo una vez transplantadas el fenotipo GABAérgico adquirido in vitro.

<I>The Huntington's disease is a neurodegenerative disorder with serious motor impairment and cognitive declivity. The mutation of huntingtin gene leads a selective degeneration of GABAergic neurons from Caudate and Putamen nuclei (nucleus striatum in mice). There are not cure for this disease and its present treatment is palliative. In the present thesis the study is focused in trophic factors, due to its importance in the development and survival of the neurons. The importance of BDNF (brain derived neurotrophic factor) neurotrophin has been characterized developing for this aim a transgenic animal model with exon I of the mutated huntingtin with diminished levels of this neurotrophin. The diminution of BDNF modulate the onset and the severity of the motor dysfunction disease associated to the the earlier death of the enkephalinergic neurons of the striatum. It has been observed that in addition to the degeneration of the nucleus striatum there are also a dysfunction in the dopaminergic cells of the substantia nigra. Several therapies of protection have been made in animal model of the disease. On the one hand, an exogenous administration of BDNF has been made, being observed an improvement of the enkephalinergic neurons of the nucleus striatum, which has given rise to use the Cisteamina drug being observed a protection in the mice model of Huntigton R6/1. Neuroprotection therapies have been made using for it stem cells modified genetically so that they release trophic factor GDNF and expression of markers GFP and luciferasa, so it is possible to locate them after the graft by means of a method of alive detection of not-invasive light emission (with this is possible to be used throughout the time of the life of the animal) or by the GFP in studies post-mortem, being observed a protection of the nucleus striatum before excitotoxic lesions with quinolinic acid. Finally, in order to do a substitutive cell therapy we made a differentiation protocol of neural stem to improve the GABAergic phenotype for graft them. We observed a good cell survival and integration in the rodent striatum, maintaining once transplanted the GABAergic phenotype acquired in vitro. </I>