Isoformas de BDNF: ¿un viaje de ida y vuelta entre la neurogénesis y la serotonina?

LÓPEZ STEINMETZ, LORENA CECILIA; DIAZ SILVINA LAURA; HITA FRANCISCO; FOLTRAN ROCÍO

Buenos Aires

Jornada; II Jornadas de Investigación de la Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales de la Universidad de Morón; 2017

Facultad de Ciencias Exactas, Químicas y Naturales de la Universidad de Morón

INTRODUCCIÓN: En nuestro laboratorio buscamos descifrar cómo la vía de señalización del factor neurotrófico derivado del cerebro, llamado BDNF por su sigla en inglés, puede modular el proceso de neurogénesis que tiene lugar en el hipocampo de los mamíferos adultos, frente a distintas configuraciones del sistema serotonérgico. Es bien conocido que el aumento de la neurotransmisión serotonérgica inducido por un grupo de antidepresivos, los inhibidores selectivos de la recaptación de serotonina, producen un aumento de la proliferación y sobrevida neuronal en el hipocampo, específicamente en el giro dentado, de modelos animales y seres humanos (Malberg y col., 2000). De manera paradójica, la depleción de serotonina, ya sea constitutiva o inducida, también induce un aumento de la sobrevida neuronal en modelos de ratones hiposerotonérgicos (Diaz y col., 2013). Por otro lado, también se sabe que los efectos neurogénicos de los antidepresivos ocurren en sintonía con aumentos de la expresión de los niveles de BDNF en el giro dentado (Foltrán y Diaz, 2016). Por último niveles incrementados de BDNF también fueron reportados en el giro dentado de ratones hiposerotonérgicos. Dados estos antecedentes, decidimos disecar la vía de señalización de BDNF en el hipocampo de modelos animales hiposerotonérgicos, así como estudiar la funcionalidad de las nuevas neuronas nacidas en ese ambiente de depleción serotonérgica.MODELO DE TRABAJOProcesamiento celular del BDNF. El BDNF es sintetizado como pre-proBDNF. Luego de la remoción de la región pre-, el proBDNF puede ser seccionado por proteasas intra- o extra-celulares. El BDNF maduro o mBDNF puede unirse a receptores TrkB, promoviendo la fosforilación de los residuos tirosina. El TrkB fosforilado puede activar diferentes vías de señalización para promover acciones neurogénicas, sinaptogénicas u otras. Los receptores acoplados a proteínas G (GPCRs) pueden transactivar los receptores TrkB, mientras que las formas truncadas pueden inhibir la señalización del mBDNF. El proBDNF se une a p75NTR por medio de su dominio maduro, mientras que la región pro- se une a co-receptores como sortilina para inducir muerte celular programada (Foltran & Diaz, 2016).MATERIALES Y MÉTODOS: Se trabajó con dos modelos animales de depleción de serotoninaRatones con PCPA: ratones de la cepa C57BL/6 tratados crónicamente con PCPA, el inhibidor de la enzima limitante de la síntesis de serotonina.Ratones PET1-/-: Ratones transgénicos en los que las neuronas serotonérgicas no pueden diferenciarse.Expresión de moléculas de la vía del BDNF: Se disecó el hipocampo de ratones hiposerotonérgicos adultos y se procedió a la extracción de proteínas para realizar, por medio de la técnica de Western blot, la determinación de pro-BDNF, m-BDNF, las formas truncadas, full lenght y fosforilada del receptor TrkB y las proteasas MMP-9 y tPA, usando tubulina como proteína control.Tarea de ubicación de objetos: este test de comportamiento de separación de patrones consiste en evaluar la memoria hipocampo-dependiente a través de la localización espacial, para lo cual se mide la preferencia de un objeto que ha sido movido de lugar una pequeña distancia respecto de una posición original. En general las neuronas nuevas inmaduras están involucradas con la capacidad de separación de patrones.RESULTADOS:Expresión de moléculas de la vía del BDNF: No se observaron cambios en la expresión de pro-BDNF ni de mBDNF entre los ratones control y aquellos tratados crónicamente con PCPA. En el hipocampo de los ratones PET1-/- tampoco se observaron diferencias en la expresión de las isoformas full lenght o truncada del receptor TrkB, pero si se vio un tendencia aumentar de la expresión de las proteasas MMP-9 y tPA, así como de la forma fosforilada del receptor TrkB.Tarea de ubicación de objetos: Los ratones hiposerotonérgicos se desempeñaron correctamente en la fase de entrenamiento respecto a la preferencia de los objetos. En la fase de desafío, a pesar de que los ratones hiposerotonérgicos tienen una tasa mayor de neuronas nuevas inmaduras en el giro dentado, se desempeñaron de manera similar a los ratones controles en la evocación de la memoria de corto plazo.CONCLUSIONESNuestros resultados sugieren una aparente actividad incrementada en la vía proneurogénica mBDNF-TrkB, la cual podría estar relacionada con el fenotipo de sobrevida neuronal incrementado descripto en los modelos animales de depleción de serotonina.Por otro lado, la falta de mejora en el test de separación de patrones manifestada por los ratones hiposerotonérgicos es curiosa, si se toma en cuenta que las neuronas inmaduras han sido ampliamente implicadas en estas tareas. Sin embargo es consistente con datos previos de los mismos modelos animales.BIBLIOGRAFÍA:- Malberg JE y col., 2000. Chronic antidepressant treatment increases neurogenesis in adult rat hippocampus. Journal of Neuroscience 20, 9104-9110- Diaz SL y col., 2013. Paradoxical increase in survival of newborn neurons in the dentate gyrus of mice with constitutive depletion of serotonin. European Journal of Neuroscience 38, 2650-2658-Foltran RB y Diaz SL, 2016. BDNF isoforms: a round trip ticket between neurogenesis and serotonin. Journal of Neurochemistry 138, 204-221.Subsidiado por: PICT 2013-3225, UM PID 2-2015, ISN-CAEN