Investigación del rol de los ácidos disiálicos en el sistema nervioso central

• Autores: Rinflerch, Adriana Raquel
• Año de publicación: 2013
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Argibay, Pablo Francisco; Muchnik de Lederkremer, Rosa María
• Materia: ACIDOS DISIALICOS; SIALILTRANSFERASAS; SISTEMA NERVIOSO CENTRAL; ST8IAIII; CEREBELO; DISIALIC ACID; SIALYLTRANSFERASES; CENTRAL NERVOUS SYSTEM; ST8SIAIII; CEREBELLUM
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La neuroglicobiología es la disciplina que se ocupa de elucidar el rol de los glicanos en el sistema nervioso central (SNC). El ácido siálico o ácido Nacetilneuramínicoes un monosacárido cargado negativamente con funciones importantes en el SNC. Fundamentalmente, han sido estudiados los ácidos polisiálicos, alos que se ha atribuido un rol importante en la señalización y migración celular durante el desarrollo del SNC. Poco se ha investigado acerca de la ubicación y rol de los ácidos disiálicos (DiSia) en el SNC. Por este motivo, elegimos como objetivo de esta Tesis, por un lado, identificar la localización de los DiSia en el SNC en diferentes etapas del desarrollo postnatal de ratones y, por otra parte, elucidar la potencial función de estas moléculas en relación con la conducta. Inicialmente, se determinaron la intensidad de expresión del epitope DiSia y la expresión de los genes de las sialiltrasferasas en distintas estructuras cerebrales de ratones C57BL/6, durante los estadios del desarrollo (neonato, adulto y senil). Si bien, los niveles del epitope DiSia y de ARNm de ST8SiaIII se mantienen constantes en el hipocampo, bulbo olfatorio y corteza, es interesante destacar que disminuyen en cerebelo gradualmente desde los estadios neonatales hasta los seniles. En una segunda etapa, con el fin de elucidar preliminarmente el potencial rol de la enzima ST8SiaIII en el cerebelo (donde se comporta diferencialmente), se inhibieron sus niveles postranscripcionalmente, mediante inyección estereotáxica de ARN de interferencia (ARNi). Se evaluó la conducta en la prueba de laberinto en T, relacionada con la correcta actividad cerebelosa. Los ratones en los que efectivamente se inhibió la transcripción de ST8Sia III durante los primeros días después del tratamiento mostraron bajo rendimiento en el laberinto en T (disminución de la alternancia entre brazos), sobre todo en edades más avanzadas. Estos resultados se corresponden con los cambios morfológicos observados histológicamente (degeneración del neuropilo), en el cerebelo de los animales transfectados. En esta tesis se presentan varios resultados originales: Si bien los DiSia se hallan distribuidos en forma equivalente en las diferentes estructuras estudiadas y en diferentes etapas de la vida, el cerebelo presenta una expresión diferencial tanto de ST8SiaIII como del epitope disialilado, siendo dicha expresión menor en los animales seniles. En el cerebelo, la inhibición transitoria de ST8SiaIII y del epitope DiSia, en etapas tempranas del desarrollo, parecen corresponder con alteraciones morfológicas y conductuales. Estos resultados abren el camino a futuras líneas de investigación tanto de interés, en ciencias básicas como en neurología clínica.
Neuroglycobiology is the field that aims to elucidate the role of the glycans in the central nervous system (CNS). The sialic acid or N-acetylneuraminic acid is a negatively charged monosaccharide with important functions in the CNS. Mainly, polysialic acids have been studied and an important role in cellular signaling and migration during the development of the CNS has been found. But, little is known about the location and function of disialic acids (DiSia) in the CNS. Taking this in consideration, the goals of this dissertation are, in one hand, to identify the location of the DiSia in the CNS during different stages of the postnatal development in mice, and on the other hand, elucidate the potential function of these molecules in relation to behavior. In the first place, the intensity of DiSia epitope expression and sialiltransferases gene expression in different brain regions of C57BL/6 mice, during different developmental stages (newborn, adult and senile) were determined. Even though, DiSiaepitope and ST8SiaIII levels remain constant in the hippocampus, olfactory bulb and cortex, it is interesting to note that these levels gradually decrease in the cerebellum,from newborn to senile mice. In the second place, the aim was to elucidate the potential role of the ST8SiaIIIenzyme in the cerebellum (where a differential expression was found). In this direction, ST8SiaIII levels were post-transcriptionally inhibited through a stereotaxic injection of interference RNA (RNAi). Behavior related to the cerebellum activity was evaluated in the T-maze. Mice, in which the transcription of ST8SiaIII was effectively inhibited, showed a reduced performance in the T-maze (decreased arms alternation) during the first days after treatment, but especially in advanced age. These results correlate with the morphological changes (neurophil degeneration) observed by histological techniques, in the cerebellum of transfected animals. The present dissertation has several new results: Even though DiSia have a constant distribution in the different brain regions and developmental stages, a differential expression of ST8SiaIII and of the disialidated epitope is present in the cerebellum, being that expression lower in senile animals. Temporal inhibition of ST8SiaIII and DiSia epitope in the cerebellum, in early developmental stages, seems to correlate with morphological and behavioral alterations. These results open the way to future lines of research in basic science as well as in clinical neurobiology.
Fil: Rinflerch, Adriana Raquel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.