Disfunción del sistema de fosforilación oxidativa en la enfermedad de parkinson: desarrollo de un modelo celular
- Autores: Eldris Iglesias
- Directores de la Tesis: Eduardo Ruiz Pesini (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Zaragoza ( España ) en 2014
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Julio Montoya Villaroya (presid.), David Pacheu-Grau (secret.), Pedro Pesini Ruiz (voc.)
- Materias:
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- Resumen
La enfermedad de Parkinson (PD) es una condición neurodegenerativa, progresiva, crónica y devastadora, de etiología desconocida. Los fármacos disponibles en la actualidad solo sirven para tratar los síntomas. El factor de riesgo más importante para esta enfermedad es el envejecimiento, pero la PD está también asociada a otros factores, entre los que se encuentran: mutaciones en genes nucleares no directamente relacionados con el DNA mitocondrial (mtDNA), mutaciones en genes nucleares relacionados con la replicación y expresión del mtDNA, mutaciones en el mtDNA y gran cantidad de xenobióticos que se unen a subunidades codificas en el mtDNA. Sin embargo, y a pesar que tóxicos o mutaciones pueden causar esta patología, la PD raramente resulta de factores genéticos o ambientales aislados y parece más probable que la combinación de todos ellos sea la causa de la enfermedad.
El empleo de nuevas terapias es urgente, pero el desarrollo de un tratamiento eficiente solo se logrará comprendiendo la etiología de la enfermedad y la identificación de los grupos de riesgo. Para ello, será necesario desarrollar nuevos métodos de estudio y herramientas predictivas innovadoras. En la actualidad, los modelos experimentales existentes para el estudio de la PD son incapaces de reproducir fielmente todas las alteraciones patológicas de la enfermedad, lo que hace necesario el desarrollo de mejores modelos de estudio que combinen todos los factores genéticos y ambientales.
Debido a lo antes expuesto, nuestra hipótesis de trabajo propone que determinadas variantes genéticas poblacionales en los productos codificados en el mtDNA y xenobióticos con los que interaccionan, alterarían la función del sistema de fosforilación oxidativa (OXPHOS) e incrementarían la susceptibilidad individual a la PD. Nuestro objetivo principal sería la confirmación de esta hipótesis.
Para ello, hemos desarrollado un modelo que nos permitiera modelar la PD a partir de líneas celulares neuronales. Se escogieron las líneas de neuroblastoma SK-N-BE(2)-C y SH-SY5Y y células madre neurales hNSC. Los protocolos de diferenciación llevados a cabo nos permitieron obtener poblaciones específicas de neuronas dopaminérgicas en los tres tipos celulares. La confirmación del proceso de diferenciación se llevó a cabo mediante diversos marcadores neuronales (beta III tubulina, doblecortina, nestina, vimentina y neurofilamento medio) y dopaminérgicos (tirosina hidroxilasa, transportador de dopamina y transportador vesicular de monoaminas) que se determinaron por citometría de flujo y Western blot. En estas células también estudiamos los niveles de RNA mensajero y polipéptidos, de las proteínas que se han asociado a la enfermedad de Parkinson de inicio temprano y que además están relacionadas con la función mitocondrial. El estudio de estas proteínas mostró diferencias significativas en la expresión de SNCA, PINK1 y DJ-1. La caracterización del sistema OXPHOS de estas células durante la diferenciación neuronal y el uso de xenobióticos (inhibidores del complejo respiratorio I y III y pro-oxidantes) nos permitieron concluir que aunque el sistema OXPHOS no es necesario para el proceso de diferenciación, si puede afectar este proceso. Con la construcción de cíbridos de diferentes haplogrupos (tres del haplogrupo H y tres del haplogrupo Uk) a partir de células rho0 de la línea celular SH-SY5Y, estudiamos si las variantes genéticas poblacionales en el mtDNA podían influir en la diferenciación neuronal. Para ello, se estudió la diferenciación y se caracterizó el sistema OXPHOS de estas células. No se encontraron diferencias en el proceso de diferenciación entre haplogrupos, pero si se observaron algunas diferencias en la función OXPHOS entre los haplogrupos H y Uk.
