Programación prenatal de la neurogénesis adulta por inflamación

VALERIA ROCA; MARIANA GRACIARENA; FERNANDO PITOSSI

Congreso; SAIC; 2011

En el cerebro adulto existen dos áreas que han conservado la capacidad de generar nuevas neuronas a partir de células madre: la zona subgranular del giro dentado y la zona subventricular de la pared del ventrículo lateral. Estas células madre neurales adultas (CMN) dan origen a células progenitoras que proliferan y se diferencian hacia uno de los tres linajes del sistema nervioso central (SNC): neuronas, astrocitos u oligodendrocitos. Numerosos factores ambientales pueden afectar la neurogénesis influyendo directa o indirectamente sobre ésta. Entre ellos podemos destacar al stress y el envejecimiento como factores inhibitorios de la neurogénesis adulta, mientras que el ejercicio físico y el ambiente enriquecido modulan positivamente este proceso. En particular, estímulos pro-inflamatorios han mostrado efectos adversos sobre la neurogénesis adulta, ya sea administrados en el SNC o en la periferia. Por otra parte, la exposición prenatal a distintos estímulos influye sobre diversas funciones del cerebro adulto. Por ejemplo, el stress prenatal por inmovilización disminuye la neurogénesis adulta, mientras que la manipulación neonatal de las crías revierte este efecto. En base a estos antecedentes, nuestra hipótesis de trabajo se basó en que un estímulo pro-inflamatorio durante el período prenatal provoca una disminución permanente de la neurogénesis adulta. Para testar esta hipótesis, ratas Wistar preñadas recibieron inyecciones subcutáneas de un estímulo pro-inflamatorio, el lipopolisacárido bacteriano (LPS), 0,5 mg/kg o solución salina en la última semana de  gestación, días 14, 16, 18 y 20. Las crías fueron mantenidas en el bioterio de la FIL, en condiciones de temperatura controlada, intervalos de luz-oscuridad de 12 hs, y agua y comida ad libitum hasta que alcanzaron la adultez. En el día posnatal 60 se procedió a realizar los ensayos. Para analizar la neurogénesis, los animales se inyectaron intraperitonealmente (ip) con BrdU, 50 mg/kg, diariamente por 7 días. Posteriormente se perfundieron las ratas macho y sus cerebros fueron procesados para técnicas inmunohistoquímicas. Las crías adultas prenatalmente tratadas con LPS mostraron una reducción en la cantidad total de células en proliferación, marcadas como células BrdU positivas, y en la diferenciación neuronal en el giro dentado del hipocampo (marcación doble para BrdU y marcadores neuronales (PSA-NCAM; DCX o NeuN)). Sin embargo la proliferación de progenitores neurales (células BrdU+/Nestina+) y la supervivencia celular se mantuvieron constantes. Para estudiar los mecanismos involucrados en la disminución del número total de células en proliferación, se analizó la posible activación del eje Hipotalámico-Hipofisario-Adrenal. Para ello se midió la concentración de glucocorticoides en suero, observándose que la exposición prenatal a LPS no afectó los niveles de GC. Para analizar el nicho neurogénico se realizaron inmunomarcaciones y PCR en tiempo real. En primer lugar, se observó una activación morfológica permanente de la microglia a estadíos intermedios (células GSA+). Mientras que por PCR en tiempo real, se observaron alteraciones agudas en la expresión de citoquinas en el cerebro fetal (TGF-beta 1, IL 1-beta) y una expresión disminuida del TGF-beta 1 (TGF-b1) específicamente en el giro dentado del hipocampo de animales adultos. Estos resultados indican que el tratamiento prenatal con LPS provocó alteraciones permanentes en la composición del nicho neurogénico adulto. Por último, para analizar si el LPS ejerce el mismo efecto en animales adultos, ratas macho adultas sin tratamiento prenatal recibieron 4 inyecciones ip. de LPS (1 mg/kg) o salina día por medio. Luego de 60 días, las ratas se inyectaron diariamente con BrdU por 7 días, se perfundieron y sus cerebros fueron procesados para técnicas inmunohistoquímica. La exposición adulta a LPS, al contrario de la exposición prenatal, provocó efectos transientes en la disminución de neurogénesis y la activación de microglia. Estos resultados indican que existe una ventana de susceptibilidad a los estímulos inflamatorios durante el periodo prenatal, que ejerce efectos a largo plazo, que se ven reflejados en la disminución de la neurogénesis adulta. Entre ellos destacamos alteraciones permanentes en la composición del nicho neurogénico, donde el TGB-beta juega un rol fundamental en la disminución de la neurogenesis adulta inducida por el tratamiento prenatal con LPS.