Mecanismos involucrados en la alteración del tráfico de colesterol entre astrocitos y neuronas durante el envejecimiento : estrategia de rescate por cannabinoides

• Autores: Allende, Leandro Germán
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Martín, Mauricio Gerardo; Mendoza, Diego De; Vilcaes, Aldo Alejandro; Banchio, Claudia
• Materia: Neurociencia; Astrocitos; Cannabis; Colesterol; Neuronas; Células eucarioticas; Cultivo celular; Biología celular; In vitro; Plasticidad neuronal; Sistema nervioso
• Institución: Universidad Nacional de Córdoba

Tesis (Doctor en Neurociencias) - - Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas, 2025
Fil.: Allende, Leandro Germán. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.
El colesterol es crucial para el adecuado funcionamiento de las células eucariotas. Esto resulta especialmente evidente en neuronas, las cuales dependen del colesterol para mantener su compleja estructura y facilitar la transmisión sináptica. Sin embargo, las células del sistema nervioso central están aisladas del colesterol periférico por la barrera hematoencefálica, por lo que las neuronas maduras incorporan principalmente colesterol sintetizado por los astrocitos para su correcto funcionamiento. Este estudio tuvo como objetivo investigar el efecto del envejecimiento sobre el tráfico de colesterol intracelular en astrocitos y su transporte a las neuronas. En este trabajo de Tesis encontramos que los astrocitos envejecidos acumulan altos niveles de colesterol en el compartimento lisosomal, y esta acumulación de colesterol puede atribuirse a la contribución simultánea de dos eventos: i) la disminución de los niveles del transportador ABCA1 involucrado en la liberación de complejos ApoE-colesterol desde los astrocitos, y ii) una reducida expresión de Npc1, que compromete la liberación de colesterol de los lisosomas. Demostramos que estos dos eventos se deben al aumento de microR-33 en los astrocitos envejecidos, que disminuye la expresión de Abca1 y Npc1. Además, demostramos que el aumento de microR-33 es desencadenado por estrés oxidativo, uno de los sellos distintivos del envejecimiento. Mediante experimentos in vitro utilizando co-cultivos celulares, demostramos que la acumulación intracelular de colesterol en astrocitos afecta al transporte de colesterol desde estas células hacia las neuronas. Además, encontramos que este transporte alterado de colesterol puede rescatarse mediante el tratamiento con endocannabinoides, así también como con cannabidiol. Finalmente, según datos que demuestran que los astrocitos envejecidos desarrollan un fenotipo proinflamatorio, demostramos que la acumulación de colesterol también se observa en astrocitos reactivos C3+. Dado que la reducción del colesterol neuronal afecta la plasticidad sináptica, los resultados presentados en este trabajo de Tesis sugieren que la capacidad de los cannabinoides para restaurar el transporte de colesterol desde los astrocitos envejecidos a las neuronas tendría implicancias significativas tanto en el envejecimiento como en procesos inflamatorios.
Cholesterol is essential for the proper functioning of eukaryotic cells. This is particularly evident in neurons, which rely on cholesterol to maintain their complex structure and to support synaptic transmission. However, cells of the central nervous system are isolated from peripheral cholesterol by the blood-brain barrier. As a result, mature neurons mainly incorporate cholesterol synthesized and supplied by astrocytes to function properly. This study aimed to investigate the effect of aging on intracellular cholesterol trafficking in astrocytes and its transport to neurons. In this thesis, we found that aged astrocytes accumulate high levels of cholesterol in the lysosomal compartment. This accumulation appears to result from the simultaneous contribution of two events: (i) a decrease in the levels of the ABCA1 transporter, which is involved in the release of ApoE-cholesterol complexes from astrocytes, and (ii) reduced expression of Npc1, which impairs cholesterol efflux from lysosomes. We demonstrated that both events are driven by the upregulation of microRNA-33 in aged astrocytes, which suppresses the expression of Abca1 and Npc1. Furthermore, we showed that the increase in microRNA-33 is triggered by oxidative stress, a hallmark of aging. Through in vitro experiments using astrocyte-neuron co-cultures, we demonstrated that intracellular cholesterol accumulation in astrocytes compromises cholesterol transport to neurons. Moreover, we found that this altered cholesterol transport can be rescued by treatment with endocannabinoids, as well as cannabidiol. Finally, based on evidence showing that aged astrocytes develop a pro-inflammatory phenotype, we also observed cholesterol accumulation in reactive C3+ astrocytes. Given that reduced neuronal cholesterol impairs synaptic plasticity, the findings presented in this thesis suggest that the ability of cannabinoids to restore cholesterol transport from aged astrocytes to neurons may have significant implications in aging and neuroinflammatory processes.
2027-05-31
Fil.: Allende, Leandro Germán. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas; Argentina.