Resumen de Mecanismos implicados en la respuesta astrocitaria a la isquemía cerebral.
Los astrocitos son las células mas abundantes del cerebro y sus funciones son esenciales para mantener la homeostasis cerebral, ya que aportan soporte trófico y metabólico a las neuronas y modulan la actividad sinaptica. En neuropatologias como la isquemia los astrocitos experimentan una transformación (astrogliosis) que tiene Consecuencias para la integridad cerebral. Sin embargo, los cambios moleculares asociados a la astrogliosis no están suficientemente caracterizados, como tampoco ha sido convenientemente estudiada la participación de los astrocitos en la isquemia; debido, en parte, a que muestran menor susceptibilidad que las neuronas al daño Isquemico. Nosotros hemos utilizado un modelo de isquemia in vitro consistente en la Supresión de oxigeno y glucosa, combinado con un abordaje de differential display de arnm, con el fin de encontrar nuevas moléculas implicadas en la respuesta astrocitaria a la isquemia que nos permitan entender mejor este proceso. En primer lugar, describimos el hallazgo de chop (cebp homologous protein) como un gen altamente inducido en astrocitos en nuestro modelo de isquemia in vitro. El análisis de la expresion de chop nos ha permitido demostrar que la muerte isquémica de los astrocitos depende de la inducción de la respuesta de estrés del reticulo endoplasmico, caracterizada por la activación de factores específicos entre los que se Encuentran las chaperonas grp78 y grp94, y el factor de transcripción proapoptotico chop. Nuestros datos indican que la expresión de chop es responsable, al menos en parte, de la muerte astrocitaria inducida por la isquemia, ya que la supresion de chop incrementa significativamente la supervivencia. Chop también mostro ser suficiente para inducir la apoptosis astrocitaria por si mismo, dado que su expresión en astrocitos Induce la apoptosis en ausencia de ningún otro estimulo. Entre los mecanismos implicados en la apoptosis inducida por chop hemos detectado una disminución del factor antiapoptotico bcl-2. En segundo lugar, mostramos el análisis de las funciones de las quinasas de la proteína ribosomal s6 (s6ks) en la respuesta astrocitaria a la isquemia. En este caso, el análisis de differential display mostro que el arnm de s6k1 disminuye en astrocitos sometidos a nuestro modelo de isquemia in vitro. El analisis subsiguiente demostro que la disminucion del arnm es seguida de una disminución de la proteina s6k total y Fosforilada, asi como de la fosforilacion de su sustrato, la proteina s6. El analisis de las funciones de las s6ks en isquemia fue llevado a cabo en ratones knockout en los que ambas isoformas de la s6k -1 y 2- habían sido suprimidas por recombinación homologa. Observamos que los astrocitos de ratones s6k-/- muestran mayor susceptibilidad a la isquemia. El análisis de los mecanismos implicados en esta mayor Susceptibilidad revelo que los astrocitos s6k-/- responden a la isquemia con una menor inactivacion del factor antiapoptotico bad, menor expresion de los factores antiapoptoticas bcl-2 y bcl-xl y mayor acumulo de especies reactivas del oxigeno. Ademas, su capacidad de sintesis proteica está más afectada por la isquemia y no se recupera con la misma facilidad tras la reoxigenación. La realización de isquemia in vivo utilizando el modelo de oclusión permanente de la arteria cerebral media revelo una mayor susceptibilidad de los ratones s6k-/- caracterizada por mayor mortalidad y mayor Volumen de infarto cerebral, indicando que s6k podría jugar un papel determinante en la isquemia cerebral. Por otra parte, los canales de ca2+ dependientes de voltaje (ccdv), Responsables de la entrada de ca2+ al interior de la célula cuando se despolariza su membrana plasmática, son estimulados en neuropatologias como la isquemia. En la ultima sección de este trabajo analizamos la expresión de los ccdv en astrocitos, y su regulación en un modelo de astrogliosis inducido por la sobreexpresion adenoviral de pkc¿. Nuestros datos indican que pkc¿ estimula las corrientes de calcio astrocitarias Potenciando específicamente la expresión de dos tipos de ccdv, los de tipo l y p/q. Además, el bloqueo del canal de tipo l impide el crecimiento de prolongaciones astrocitarias inducido por pkc¿, y que son características de la astrogliosis. En definitiva, nuestro trabajo permite sugerir que la modulación de ccdv por pkc¿ esta implicada en la astrogliosis. Futuros experimentos habrán de determinar si los procesos aquí descritos están asociados a la astrogliosis isquemica y cuáles son sus consecuencias para la supervivencia neuronal.
