Role of nmda receptors phosphorylation in cogntive dysfunctions. From proteomics to in vivo models

• Autores: Macarena Gomez de Salazar Honrubia
• Directores de la Tesis: Xavier Altafaj (dir. tes.), Carles Sindreu (tut. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2018
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Francisco José Muñoz López (presid.), Eulàlia Martí (secret.), José Antonio Esteban García (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biomedicina por la Universidad de Barcelona
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología celular
    • Fisiología humana
      • Neurofisiología
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TESEO
• Resumen

  • La sinapsis glutamatérgica es una estructura dinámica que media la neurotransmisión excitatoria. La plasticidad del sistema está mediada, al menos en parte, por modificaciones postraduccionales. En particular, la fosforilación de receptores ionotrópicos de glutamato regula las interacciones proteína-proteína, la ubicación subcelular, un mecanismo subyacente a la fuerza sináptica y la supervivencia neuronal. En relación a esto, nuestro grupo ha demostrado recientemente que Dyrk1A, una quinasa regulada positivamente en el síndrome de Down y la enfermedad de Alzheimer, fosforila directamente la subunidad GluN2A de NMDARs en el residuo de serina 1048, aumentando la expresión de la superficie NMDAR y alterando las corrientes evocadas por NMDA. Dada la sobreexpresión de la quinasa Dyrk1A en condiciones de sinaptopatía y el papel crítico de los receptores ionotrópicos de glutamato en las capacidades cognitivas, planteamos la hipótesis de que la alteración de la fosforilación de NMDAR podría ser la disfunción neuronal subyacente, lo que en última instancia contribuye a los trastornos cognitivos. Para abordar esta hipótesis, hemos estudiado el papel fisiológico y patológico de GluN2A pS1048 in vitro e in vivo. Hemos determinado que GluN2A pS1048 se encuentra principalmente en la densidad postsináptica de las neuronas excitatorias piramidales en CA1 y CA3 del hipocampo e interacciona directamente con PSD95 y Dyrk1A. Además, demostramos que la actividad sináptica provoca la fosforilación de GluN2A pS1048, tanto in vitro (inducida por LTP química) como in vivo (inducida por kainato e inducida por comportamiento), mientras que los niveles de GluN2A permanecen inalterados. Además, en patología, hemos demostrado in vitro que la fosforilación sostenida de GluN2A en la serina 1048 afecta a la morfología neuronal, produciendo cambios en las dendritas y la densidad de las espinas dendríticas. Es importante destacar que el fosfoanálisis de NMDAR mostró un aumento significativo de GluN2A pS1048 en la densidad postsináptica del hipocampo de los ratones Ts65Dn adultos, así como en la corteza entorrinal de individuos con AD. Por lo tanto, realizamos la fosfoprotécnica de espectrometría de masas y perfilamos alteraciones del fosfopatrón NMDAR en compartimentos subsinápticos en ratones trisómicos Ts65Dn adultos, que son concomitantes con cambios en el quinoma. En general, nuestros resultados demuestran un fosfopatrón alterado en NMDAR de las sinapsis glutamatérgicas disfuncionales, que pueden representar nuevas dianas terapéuticas potenciales para las condiciones de sinaptopatía.