Diseño de Sondas Plasmónicas por Bioconjugación: Evaluando el rol de la proteína PKD1 en la distribución de receptores de glutamato en células neuronales

FRAIRE J C; MASSARONI M L; JAUSORO I; DIAZ AÑEL A ; CORONADO E A

Córdoba

Congreso; Nano Córdoba 2014; 2014

Nano Córdoba 2014

La alteración de la distribución de los receptores metabotrópicos de glutamato 1a (mGluR1a) en células neuronales está asociada a enfermedades como isquemia, trauma cerebral, epilepsia, esclerosis múltiple, y las enfermedades de Huntington y Parkinson. En el presente trabajo, se determinó la distribución de mGluR1a en neuronas de hipocampo de ratón, en dendritas y axones, evaluando el rol de la proteína kinasa D1 (PKD1) en la distribución de este receptor de membrana. Con este fin, se comparó la distribución de mGluR1a en células con expresión endógena de PKD1 con experimentos de células en presencia de proteína kinasa D1 inactiva (PKD1-kd). La distribución de mGluR1a fue determinada mediante la utilización de nanopartículas (NPs) plasmónicas de oro específicamente funcionalizadas, las cuales permiten utilizar diversas técnicas ópticas y de microscopía para localizar y cuantificar la densidad de receptores celulares. En particular, se introduce el concepto de utilizar las propiedades ópticas de las sondas plasmónicas para obtener la señal Raman incrementada por superficie (SERS) en funci{on de la densidad de las NPs. Los valores de la densidad de NPs fueron significativamente mayores en dendritas que en axones para la condiciones de expresión endógena de PKD1, mientras que en presencia de PKD1-kd la distribución se ve alterada observándose un incremento en la densidad de NPs en axones. Los resultados obtenidos por métodos ópticos (análisis de intensidad de fluorescencia, SERS y microscopía de campo oscuro) fueron confirmados por una caracterización detallada de la distribución espacial de las NPs por medio de microscopía electrónica de barrido (SEM), proporcionando información estructural adicional (formación de "clusters de receptores"). Desde el punto de vista de la biología molecular, se evidenció que en cultivos de células neuronales piramidales de hipocampo, mGluR1a se distribuye principalmente en el tejido somato-dendrítico. Cuando la proteína PKD1 se encuentra alterada (PKD1-kd) el tráfico de vesículas intracelulares conteniendo estas proteínas de membrana se ve dramáticamente y selectivamente alterado. En ausencia de PKD1 activa, las proteínas dendríticas son mal empaquetadas en vesículas que se distribuyen tanto en dendritas como en axones. Estos resultados refuerzan la idea de que la proteína PKD1 regula la distribución de las proteínas de membrana y que juega un rol fundamental en la polaridad neuronal.