Participación de la mitocondria en procesos de muerte y supervivencia celular en enfermedades neurodegenerativas

Resumen

La prevalencia de los trastornos neurodegenerativos está aumentando constantemente a medida que incrementa la esperanza de vida humana. Sin embargo, el escaso conocimiento de las bases moleculares de la patogenia de la enfermedad es un obstáculo importante en la identificación de dianas terapéuticas, así como en el desarrollo de estrategias terapéuticas. Diferentes estudios sugieren que la mitocondria va a jugar un papel fundamental en la muerte neuronal en enfermedades neurodegenerativas como el Párkinson, así como durante el infarto cerebral. El modelo in vitro de Parkinsonismo que utilizamos es el de la neurotoxina MPP+. En él hemos estudiado la participación de proteínas las ATM, p53 y 5-LO. Con el fin de dilucidar las rutas moleculares que participan hemos utilizando un inhibidor de activación de ATM, cafeína, y un inhibidor del poro de permeabilidad transitoria mitocondrial así como las células de fibroblastos carentes de la proteína Bax. Nuestros resultados revelan que MPP+ induce la muerte celular en células SH-SY5Y por un mecanismo modulado por daño del ADN donde la mitocondria desempeña un papel importante. Así mimo, utilizando la 6-hydroxidopamina como fármaco inductor de un modelo celular de Parkinson, observamos la participación de PUMA y p53. En esta Tesis hemos profundizado en la regulación de PUMA por miRNA. Habiendo observado como miR-144, miR-221, miR24-1, miR-29a y miR-27a disminuían sus niveles a 3 y 7 horas y miR-143 disminuye a 7 horas. Además hemos generado un vector de expresión unido a luciferasa con la zona 3'UTR de PUMA pudiendo observas de este modo si los microRNAs van a bloquear estos mensajeros. En este mismo modelo realizamos un estudio diferencial de proteínas que se modificaban tras el tratamiento don 6-OHDA. Habiendo detectado proteínas relacionadas con funciones tan diversas como el metabolismo (Alanina-tRNA sintetasa, factor de elongación, proteína 1 del complejo T, heterogénea ribonucleoproteína nuclear K, proteína disulfito isomerasa, fascina), señalización (proteína 2 relacionada con dihidropirimidinasa) reparación del daño en el ADN (proteína de unión a daño en el ADN) e integrantes del sistema de degradación (Citosol aminopeptidasa, ubiquitin-carboxil terminal hidrolasa). Finalmente nos hemos centrado en los procesos que rodean el ictus. As hemos analizado la relevancia de las proteínas desacoplantes mitocondriales (UCP) con el pronóstico. El estudio de los polimorfismos en -866 G/A mostró una peor evolución tras determinar la diferencia entre NIHSS observado a la entrada y a la salida. En cambio el polimorfismo en la Del/Ins en UCP2 así como el cambio de aminoácido Citosina por Valina en -55 en UCP3 no mostraron relación con el mejor o peor pronóstico del ictus. De la misma manera tampoco encontramos asociación con el cambio de una Alanina por Guanina en el enzima NOS respecto al pronóstico, aunque si respecto al volumen de infarto. Además observamos que la mayoría de los pacientes que tenían el alelo G en el polimorfismo UCP2 el 80% también tenían el alelo G en NOS. Diferentes estudios han demostrado que la activación de los canales de potasio dependientes de ATP en la mitocondria (mitoKATP) es capaz de proteger a las neuronas frente a la muerte celular. En esta Tesis hemos querido saber si las células SH-SY5Y s podrían constituir un buen modelo para el estudio del precondicionamiento farmacológico. Para ello hemos utilizado diazóxido y malonato. Estas células a pesar de expresar los canales no se comportan como un buen modelo experimental para analizar las rutas activadas durante la protección inducida por el precondicionamiento con diazóxido.