Silenciamiento presináptico por el receptor cb1 de cannabinoides

• Autores: Beatris Alonso Legisamon
• Directores de la Tesis: José Sánchez-Prieto Borja (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Complutense de Madrid ( España ) en 2016
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Javier Fernandez Ruiz (presid.), María Jesús Oset Gasque (secret.), Francisco Javier Díez Guerra (voc.), Francisco Zafra (voc.), Rafael Luján Miras (voc.)
• Programa de doctorado: Programa Oficial de Doctorado en Bioquímica, Biología Molecular y Biomedicina
• Materias:
  • Química
    • Bioquímica
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Docta Complutense
• Resumen
  • español

    Los receptores de cannabinoides de tipo CB1 son los receptores presinápticos acoplados a proteínas G que inhiben la liberación de neurotransmisor en las sinapsis del SNC tanto a corto como a largo plazo. Trabajos de este laboratorio han mostrado que la activación del receptor CB1 con HU210 induce el silenciamiento presináptico. Las sinapsis silentes son incapaces de liberar neurotransmisor tras la llegada de un potencial de acción pese a experimentar una entrada de calcio normal y contar con todas las proteínas de la maquinaria exocitótica.

    El objetivo de este estudio ha sido estudiar los mecanismos moleculares del silenciamiento en neuronas granulares de cerebelo mediante técnicas de imagen en célula viva.

    Observamos que el silenciamiento es un fenómeno reversible y puede ser inducido mediante endocannabinoides, sugiriendo la posible relevancia fisiológica del proceso. Resultados previos del laboratorio habían mostrado que el silenciamiento implica a la proteína Epac, una diana de AMPc alternativa a PKA. Mediante el uso de siARN de la isoforma 2 y la inhibición farmacológica de la misma demostramos la implicación de esta isoforma concreta en el silenciamiento presináptico inducido por los cannabinoides. Además, observamos que la actividad de PLC parece estar implicada en la vía de señalización activada por el receptor CB1 para silenciar los botones sinápticos.

    El silenciamiento presináptico parece estar relacionado con un bajo contenido en la proteína presináptica RIM1alpha y a un alto contenido en receptor CB1. Las células que carecen de RIM 1¿ tienen más botones silentes en condiciones basales que las células control y el silenciamiento aumenta significativamente tras el tratamiento con HU210. Además, los botones silentes como consecuencia de la carencia RIM1alpha son insensibles a la activación de la proteína Epac, sugiriendo que esta proteína se sitúa en alguna etapa anterior de las proteínas RIM en la cascada de señalización.

  • English

    Cannabinoid type 1 receptors (CB1R) are one of the most abundant G protein-coupled receptors in the brain. They mediate short-term retrograde inhibition of neurotransmitter release, as well as long-term depression of synaptic transmission at excitatory synapses. The short-term depression (STD) effects are due to the inhibition in Ca2+ influx through voltage-gated calcium channels and the opening of potassium channels, which both reduce neuronal excitability. Long-term depression (LTD) is related to adenylate cyclase (AC) inhibition and decrease in cAMP levels (Heifets and Castillo, 2009), which targets the exocytotic machinery. LTD induction requires longer CB1R activation than STD (Chevaleyre and Castillo, 2003; Ronesi et al., 2004). Long-term effects of CB1R have been extensively studied in cerebellum. Synapses established between parallel fibers of cerebelar granule cell and Purkinje cells undergo cannabioid-induced LTD. Its induction requires prolonged exposure to cannabinoids simultaneous to parallel fiber stimulation (Safo and Regehr 2005) and its maintenance seems to be dependent on nitric oxide (NO) which is generated in the presynaptic compartment and diffuses to the postsynapsis sustaining LTD (Shibuki and Okada, 1991, Aiba et al., 1994). Previous work in the laboratory has demonstrated that synaptic boutons respond in a heterogeneous way to cannabinoids. More of the boutons show inhibited exocytotic response but a subpopulation of synaptic boutons that were previously active do not respond to depolarization behaving as silent boutons. Presynaptically silent boutons are synapses containing full complement of exocytotic release proteins that fail to release neurotransmitter in response to a strong depolarization and Ca2+ influx (Cousin and Evans, 2011; Crawford and Mennerick, 2012)...