La estabilidad y el remodelado sinápticos: Hacia las bases celulares y moleculares del autismo

• Autores: Traetta, Marianela Evelyn
• Año de publicación: 2020
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Reinés, Analía; Lasaga, Mercedes; Paglini, María Gabriela; Gravielle, María Clara
• Materia: Ciencias de la vida
• Institución: Universidad de Buenos Aires

Fil: Traetta, Marianela Evelyn. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Buenos Aires, Argentina
Los trastornos del espectro autista (TEA) son un grupo de afecciones que se instalan temprano en el desarrollo y se caracterizan por un déficit en la interacción/comunicación social y la manifestación de conductas estereotipadas/repetitivas. Actualmente no existe una farmacoterapia que corrija los síntomas nucleares. Los TEA son considerados sinaptopatías donde la formación, estabilidad y remodelado sináptico podrían estar comprometidos. Si bien las alteraciones sinápticas son un rasgo común en estos trastornos, se han descripto alteraciones neuronales y gliales concomitantes. El objetivo de este trabajo de Tesis fue determinar la contribución neuronal y glial a las alteraciones sinápticas observadas en un modelo experimental de TEA en el hipocampo y la corteza cerebral, así como estudiar el efecto de tratamientos destinados a modular la formación y plasticidad sináptica en etapas tempranas del desarrollo. Las moléculas de adhesión están fuertemente vinculadas tanto con estos procesos como con los TEA, especialmente la molécula de adhesión neuronal (NCAM) y su forma polisialilada (PSA-NCAM). Se utilizó el modelo VPA que posee validez de construcción, apariencia y predicción, el cual consiste en una única inyección intraperitoneal de ácido valproico (VPA) a ratas gestantes en el momento del cierre del tubo neural. Posteriormente, las crías macho fueron utilizadas para el trabajo desarrollado en esta Tesis.\nEl hipocampo de los animales VPA evidenció una disminución del número de sinapsis, un desbalance NCAM/PSA-NCAM y una astrogliosis que se instalan luego del pico sinaptogénico y de poda sináptica in vivo, evidenciándose en la etapa juvenil. Para evaluar la contribución neuronal/glial, se llevó a cabo una aproximación in vitro. Las neuronas hipocampales aisladas de los animales VPA y cultivadas en ausencia de glía reprodujeron el fenotipo in vivo demostrando una disminución de sinapsis glutamatérgicas, una menor arborización dendrítica y un desbalance NCAM/PSA-NCAM luego del pico sinaptogénico in vitro. Asimismo, estas neuronas mostraron al final de su diferenciación in vitro una resistencia intrínseca al remodelado estructural en respuesta a diferentes estímulos como glutamato y fluoxetina. En cambio, la microglía y los astrocitos aislados de los animales VPA no manifestaron cambios morfológicos, incluso la microglía mostró una respuesta conservada a estímulos proinflamatorios y fagocíticos.\nDado que las alteraciones cerebrales descriptas en los TEA son área específica, se estudió la corteza cerebral de los animales VPA. Esta estructura manifestó un aumento en de sinapsis y una disminución de PSA-NCAM previo a los picos de sinaptogénesis y poda sináptica, y posteriormente, un mayor número de sinapsis excitatorias, desbalance NCAM/PSA-NCAM, astrogliosis y microgliosis en la etapa juvenil. A partir de los estudios in vitro, las neuronas corticales aisladas de los animales VPA también reprodujeron lo observado in vivo en la corteza cerebral de estos animales. Estas neuronas evidenciaron un aumento de sinapsis glutamatérgicas, un árbol dendrítico más complejo al final de su diferenciación in vitro y una capacidad de remodelado estructural diferente frente a fluoxetina. Por otra parte, tanto la astroglía como la microglía evidenciaron cambios morfológicos luego de su aislamiento a partir de los animales VPA y su diferenciación in vitro. Al realizar un co-cultivo de las neuronas y la microglía cortical, se demostró que, la microglía de los animales VPA junto con las neuronas de su mismo grupo experimental se comportan como las neuronas y microglía procedentes de los animales control, demostrando una adaptación del sistema en etapas tempranas del desarrollo.\nConsiderando la importancia del balance NCAM/PSA-NCAM durante el desarrollo postnatal temprano y las alteraciones halladas en estas moléculas de adhesión en los animales VPA, se estudiaron estrategias de modulación del balance in vitro e in vivo con la intención de corregir las alteraciones sinápticas y conductuales de los animales VPA. Por ello, se utilizaron intervenciones tempranas. In vitro, el tratamiento con el sustrato de polisialilación de NCAM, el ácido N-acetilneuramínico (NANA) resultó eficaz ya que las neuronas hipocampales de los animales VPA evidenciaron un número de sinapsis igual al del grupo control y un aumento significativo de su árbol dendrítico en etapas finales de diferenciación. En base a este resultado, se administró NANA in vivo durante el desarrollo postnatal temprano de los animales VPA y para evaluar la eficacia del tratamiento se estudió la conducta que imita los síntomas nucleares en la etapa juvenil. El tratamiento con NANA mostró eficacia sobre los síntomas nucleares de los TEA ya que previno el déficit social [los animales VPA tratados demostraron un mayor número de eventos de juego (interacción social) y una mayor exploración social que los animales no tratados] y las conductas estereotipadas/repetitivas (los animales VPA tratados realizaron un menor número de auto-acicalamientos en un campo abierto). Además, el tratamiento con NANA mejoró el desempeño cognitivo de los animales VPA.\nEn conclusión, el estudio de la contribución neuronal/glial en dos áreas cerebrales sugiere fuertemente que las alteraciones neuronales primarias determinan las alteraciones gliales secundarias. Es decir, en la corteza, donde las alteraciones se instalan tempranamente, tanto las neuronas como los astrocitos y la microglía presentan un fenotipo aberrante al diferenciarlas in vitro. Sin embargo, el hipocampo, cuyas alteraciones se manifiestan luego del pico sinaptogénico y de poda sináptica, solo las neuronas muestran alteraciones in vitro. Además, la efectividad del tratamiento cuyo blanco es la plasticidad neuronal aporta evidencia de una nueva estrategia terapéutica, donde la modulación del balance NCAM/PSA-NCAM podría ser clave en el tratamiento de los síntomas nucleares de los TEA.
Doctora de la Universidad de Buenos Aires en Ciencias de la Salud