Efectos del envejecimiento y la neurodegeneración sobre la plasticidad neuronal en el hipocampo

• Autores: Morgenstern, Nicolás Andrés
• Año de publicación: 2011
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Schinder, Alejandro F.
• Materia: NEUROGENESIS ADULTA; ENFERMEDAD DE ALZHEIMER; PEPTIDO SS AMILOIDE; SINAPSIS; ELECTROFISIOLOGIA; ADULT NEUROGENESIS; ALZHEIMER´S DISEASE; AMYLOID SS PEPTIDE; SYNAPSE; ELECTROPHYSIOLOGY
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

A medida que envejece, el cerebro de los mamíferos sufre modificaciones bioquímicas, estructurales y funcionales que disminuyen la plasticidad de sus circuitos. Estos cambios han sido propuestos como responsables del déficit cognitivo y del aumento en la incidencia de las enfermedades neurodegenerativas que se presentan con la edad. El giro dentado del hipocampo cuenta con una forma de plasticidad singular dada por la producción de nuevas neuronas granulares a lo largo de toda la vida. Mediante transducción retroviral con proteínas reporteras y/o transgenes relacionados con la patogénesis de la enfermedad de Alzheimer se logró utilizar a estas neuronas como vehículo para monitorear los efectos del envejecimiento normal y patológico sobre la plasticidad neuronal. Utilizando inmunofluorescencia y microscopía confocal en ratones wild type envejecidos y en transgénicos modelando la enfermedad de Alzheimer pudimos observar que, aunque el número de neuronas generadas disminuye a lo largo de la vida, estas no se ven afectadas en su migración ni en la densidad de los contactos sinápticos aferentes que desarrollan durante el envejecimiento normal o patológico. Por otro lado, combinando registros electrofisiológicos con análisis morfológico encontramos que la expresión autónoma de célula de diferentes variedades de la proteína precursora de amiloide (APP) altera transitoriamente la forma en que estas neuronas se conectan al circuito del giro dentado. Llamativamente, este efecto parecería no estar mediado por el péptido β amiloide, sino por algún dominio contenido en el extremo C-terminal de APP. En conjunto estos resultados estarían indicando que a pesar de la diversidad de los cambios que se presentan en el cerebro durante el envejecimiento y la neurodegeneración, las neuronas granulares que se desarrollan en el giro dentado bajo tales circunstancias pueden incorporarse anatómica y funcionalmente al circuito. Sin embargo, la dinámica con que se da esta integración se ve afectada por la sobreexpresión de APP en forma autónoma de célula. Alteraciones sutiles como esta podrían subyacer a las manifestaciones cognitivas iniciales encontradas en la enfermedad de Alzheimer.
Biochemical, structural and functional changes occurs to the mammalian brain as it ages. These modifications are thought to contribute to the decrease in the plasticity of neuronal circuits. This latter situation has been proposed to underlie the cognitive decline and the increase of neurodegenerative disorders found during ageing. A particular form of plasticity is found in the dentate gyrus of the hippocampus where the continuous addition of new granular neurons takes place through all life. Using retroviral transduction of fluorescent proteins and/or transgenes related to Alzheimer’s disease these neurons were experimentally used as probes to study the effects of normal and pathological ageing on neuronal plasticity. Immunofluoresce labeling and confocal microscopy of wild type aged mice and transgenic models of Alzheimer´s disease showed a strong reduction in the number of newly generated neurons during life. However, nor migration neither afferent synaptic connectivity was affected during ageing or neurodegeneration. Electrophysiological recordings and morphological analyses revealed that cell autonomous expression of different forms of amyloid precursor protein (APP) affect the way that these neurons integrate to the circuit of the dentate gyrus. Notably, this effect seems to be mediated by a domain in the C-terminal region of APP rather than by Aβ peptide itself. Altogether these observations should be indicating that despite the diversity in the changes found in the brain during ageing and neurodegeneration, newlyborn neurons are able to functionally and anatomically incorporate to the circuit. However, the timing of this integration was found to be affected by the cell autonomous overexpression of APP. This kind of subtle alterations would be underlying the early cognitive decline found in Alzheimer’s disease.
Fil: Morgenstern, Nicolás Andrés. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.