Estudio conductual y estructural del sistema visual de ratón RD10. Evaluación del efecto neuroprotector de la proinsulina

Resumen

El presente trabajo investiga desde un punto de vista estructural y a través de estudios conductuales aquellos aspectos menos explorados del sistema visual de ratones que sufren una degeneración retiniana. Asimismo, el trabajo pretende profundizar en el estudio del posible efecto neuroprotector de la proinsulina, molécula con demostrado efecto modulador de distintos procesos celulares en el sistema nervioso de los mamíferos. Desde que hace más de un siglo se propusiese la teoría dual de la visión, ha sido ampliamente aceptado que en la retina de los vertebrados existen dos sistemas de fotorrecepción: bastones para la visión escotópica y conos para la visión fotópica. Ambos sistemas forman parte de la vía visual de la retina, y proyectan a zonas subcorticales y corticales del cerebro desempeñando así funciones de percepción visual. Recientemente, se ha descrito un tercer tipo de célula fotosensible en la retina que proyecta fundamentalmente al núcleo supraquiasmático del hipotálamo y que no parece participar en funciones de percepción visual. Se trata de las células ganglionares intrínsicamente fotosensibles (ipRGC). Las ipRGC constituyen un grupo reducido de células ganglionares encargadas de regular las funciones no visuales, como son la actividad circadiana o el diámetro de la pupila. La presente Tesis Doctoral se plantea el estudio funcional de las dos vías de la retina, la visual y la no visual, de forma comparativa entre ratones que sufren una degeneración y controles sanos. Asimismo, y debida la novedad de las células, se plantea la descripción morfológica de las ipRGC en retinas con diferentes niveles de degeneración. Por último, y basado en estudios previos del Laboratorio de Neurofisiología Visual de la UAH, se estudiará el posible efecto neuroprotector de la proinsulina en la retina de ratón distrófico. El estudio morfológico de las ipRGC se ha llevado a cabo mediante tinciones inmunohistoquímicas que ilustrarán la estructura de dichas células y su comunicación con otras células retinianas. Para el estudio de la función visual y no visual se han realizado experimentos de comportamiento animal, documentando la repercusión que tiene la degeneración retiniana en aspectos conductuales de los animales. Concretamente, para el estudio de la vía visual se ha analizado el reflejo optoquinético mediante el test optomotor, y para el estudio de la vía no visual se ha analizado la actividad circadiana de los animales mediante la rueda de actividad. La presente Tesis Doctoral demuestra que la degeneración de fotorreceptores, conos y bastones, de la retina en los modelos múridos de retinosis pigmentaria se acompaña de un proceso de remodelación de la retina interna que afecta a la vía no visual, y se manifiesta como cambios en los procesos dendríticos de las células ganglionares intrínsicamente fotosensibles. Asimismo, esta degeneración va acompañada de una pérdida funcional de la vía responsable del reflejo optoquinético, siendo el curso temporal de la pérdida de fotorreceptores en los modelos animales de degeneración retiniana paralelo a la disminución de la respuesta del animal al test optomotor. En este sentido, la proinsulina parece ejercer un efecto neuroprotector sobre los fotorreceptores en degeneración, dado que los animales con sobre-expresión de proinsulina mantienen sus respuestas al test optomotor para edades en que los animales distróficos no proinsulínicos ya muestran una respuesta abolida. Por el contrario, la degeneración de los fotorreceptores en los modelos múridos de retinosis pigmentaria no afecta a la función intrínseca de las ipRGC de sincronizar la actividad circadiana con las condiciones lumínicas ambientales. Si queda afectado, sin embargo, el ritmo endógeno de los ratones distróficos, el cual está gobernado por el núcleo supraquiasmático del hipotálamo, y cuyo periodo es significativamente más corto en animales control. En este sentido, la proinsulina parece que vuelve a ejercer un papel neuromodulador en la retina, ya que los animales distróficos con sobre-expresión de proinsulina no experimentan variaciones en su actividad circadiana endógena. Estimamos que la presente Tesis Doctoral documenta el protagonismo de las ipRGC en la conducta visual de los mamíferos y confirma el efecto neuroprotector de la proinsulina en la retina de ratón.