Rol del sistema Eph/ephrinas en el desarrollo del sistema nervioso central y su posible utilidad en estrategias de regeneración de las conexiones topográficamente ordenadas

• Autores: Di Napoli, Jennifer
• Año de publicación: 2016
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Scicolone, Gabriel E.; Carri, Néstor G.
• Materia: SISTEMA NERVIOSO CENTRAL; DESARROLLO; CELULAS MADRE DE LA RETINA; REGENERACION; NEUROESFERAS; SISTEMA EPH/EPHRINAS; CENTRAL NERVOUS SYSTEM; DEVELOPMENT; RETINAL STEM CELLS; REGENERATION; NEUROSPHERES; EPH/EPHRIN SYSTEM
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El objetivo central de este trabajo es estudiar los mecanismos moleculares queregulan la potencialidad evolutiva de las células madre/progenitoras de laretina, haciendo hincapié en el rol del sistema Eph/ephrinas. Se pretende quelos hallazgos de este trabajo aporten: a) conocimientos básicos sobre losmecanismos celulares y moleculares del desarrollo del SNC y del sistemavisual y b) conocimientos que sirvan de base para el diseño de estrategias deterapias regenerativas en la retina. Para tal efecto se emplea el sistema retinotectal del embrión de pollo comomodelo experimental. El principal nicho de células madre/progenitoras de laretina reside en un anillo tisular que rodea a la retina llamado margen ciliar (MC). Éste contiene a las células madre/progenitoras del cuerpo ciliar (CC) ylas células madre/progenitoras localizadas en la zona marginal ciliar (ZMC). Esta zona provee células retinianas durante la vida postnatal en peces yanfibios, permitiendo el crecimiento de la retina y su regeneración. Las aves ylos mamíferos en cambio, pierden esta capacidad regenerativa. En aves,donde el crecimiento retiniano se produce durante el desarrollo, un pequeño MC persiste postnatalmente pero carece de la potencialidad evolutiva paraaportar todos los tipos celulares de la retina. Las células madre/progenitoras del MC son capaces de 1) proliferar in vitroformando neuroesferas ó 2) de proliferar in vivo al ser estimuladas formandonueva retina neural. Sin embargo, se ha mostrado que no todas las célulasmadre “son iguales” y que varían en su potencialidad evolutiva. En el presente trabajo: 1. Se evalúa si las células madre del MC se diferencianin vitro en células ganglionares de la retina (CGR) que posean informaciónposicional y que sean competentes para responder a las moléculas delsistema Eph/ephrinas que guían el crecimiento axonal durante la formación delmapa retinotectal. 2. Se investiga si las retinas regeneradas a partir del MC yde la transdiferenciación expresan las moléculas del sistema Eph/ephrinas y presentan información posicional. 3. Se determina si la estimulación de la víade señalización de Shh con su análogo activador SAG permite obtener retinascon regeneración completa a partir de las células madre/progenitoras del MC. En este trabajo se han establecido las condiciones in vitro que permiten obtenerun alto grado de diferenciación de CGR a partir de células madre provenientesdel MC. Estas CGR expresan moléculas del sistema Eph/ephrinas en formatopográficamente específica y son competentes para responder a moléculas delsistema Eph/ephrinas que guían a los axones durante la formación del maparetinotectal. Se ha demostrado que la activación de la vía canónica de Shh con SAG inducela regeneración completa de la retina a partir de las células madre/progenitorasdel MC in vivo y que las CGR de la misma tienen información posicionalexpresando el sistema Eph/ephrinas en forma de gradiente como las retinas endesarrollo. Nuestros resultados aumentan las probabilidades de obtener unaeferencia que establezca conexiones topográficamente ordenadas en eltectum.
The central aim of this work is to study the molecular mechanisms that regulatethe evolutionary potential of the stem/progenitor cells of the retina, focusing onthe role of the Eph/ephrin system. It is intended for the findings on this work toprovide: a) basic knowledge on the cellular and molecular mechanisms of the CNS and visual system development, and b) knowledge to be used to design ofregenerative therapy strategies for the retina. For this work we used the chick embryo retinotectal system is used asexperimental model. The retina stem/progenitor cell niche resides in a ringaround the retina called the ciliary margin (CM), which holds thestem/progenitor cells of the ciliary body (CB) and of the ciliary margin zone (CMZ). This zone provides retinal cells during the postnatal life in fish andamphibians, allowing for retinal growth and regeneration. However, avian andmammals have lost this regenerative capability. In avian, where retina growingtakes place during development, a small CM persists postnatally, but it lacks ofpotenctial to generate all the cellular types of retina. The stem/progenitor cells of the CM are capable of 1) proliferating in vitroforming neurospheres, or 2) proliferating in vivo when stimulated forming newneural retina. However, it has been shown that not all the stem cells are ‘equal’and that they vary in their evolutionary potentiality. In the present work: 1. Stem/progenitor cells of the CM are evaluated for theirdifferentiation potential in vitro into retinal ganglion cells (RGC) which havepositional information and are competent to respond to molecules of the Eph/ephrin system which guies axonal growth during the retinotectal mapformation. 2. The expression patterns of Eph/ephrin and their positionalinformation are studied during retina regeneration initiated from the CM andfrom retinal pigmented epithelium (RPE) transdifferentiation. 3. The sonichedgehog (Shh) pathway and its analog activator SAG are evaluated for their potential to induce complete retina regeneration from the stem/progenitor cellsof the CM. In this work we defined in vitro conditions that optimized for a high degree of RGC differentiation from the stem/progenitor cells present in the CM. These RGCs express molecules of the Eph/ephrin system in a topographic specificway and respond to the cues that guide the axons during the formation of theretinotectal map. We also show that activating the Shh canonical with SAG induces the completeretina regeneration from the CM stem/progenitor cells in vivo and that the RGCsfrom this regenerated retina have the same positional information expressingthe Eph/ephrin system in a gradient form just as the retinas duringdevelopment. Our results increase the probability of obtaining an efference thatestablishes a topographic order of connections in the tectum.
Fil: Di Napoli, Jennifer. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.