Estudio del vínculo mitocondrial entre la disfunción cerebelar GABAergica y el Síndrome de Rett

El síndrome de Rett (RTT) es un trastorno del neurodesarrollo que afecta principalmente a niñas y mujeres, con una incidencia de 1 en cada 10,000- 15,000 nacimientos a nivel mundial. Esta enfermedad se caracteriza por un deterioro progresivo motor y cognitivo, acompañado de convulsiones y déficits sociales. Las personas afectadas suelen vivir hasta los 40 o 50 años. Aunque existen tratamientos sintomáticos, no hay cura para este trastorno. El RTT está causado por mutaciones en el gen MECP2 que alteran la conectividad neuronal. En particular, se ha demostrado que la señalización gabaérgica está afectada. Además, el RTT se asocia con disfunción mitocondrial, especialmente en regiones cerebrales de alta demanda energética, como el cerebelo. Poblaciones neuronales específicas, como las neuronas Parvalbúmina (PV)-positivas (un subtipo de neuronas gabaérgicas con alta frecuencia de descarga, grandes requerimientos energéticos y abundantes mitocondrias), son vulnerables a la disfunción mitocondrial. De hecho, estudios previos han mostrado alteraciones en la función mitocondrial en el cerebelo de individuos con RTT. Sin embargo, los mecanismos moleculares responsables de esta vulnerabilidad aún son desconocidos. Datos preliminares de nuestro grupo sugieren alteraciones en la señalización gabaérgica en el cerebelo de ratones con RTT, con una reducción significativa de la expresión del receptor GABA B (GABABR). Además, por primera vez, hemos caracterizado la presencia del receptor GABAB en las mitocondrias (mt-GABABR). Sin embargo, no está claro cómo la señalización a través de mt-GABAB contribuye a la disfunción mitocondrial observada en el cerebelo de ratones con RTT. Por lo tanto, este proyecto tiene como objetivo investigar la presencia y el papel del receptor GABAB en el cerebelo de ratones control y con RTT, con un enfoque especial hacía mt-GABAB. Para ello, abordaremos los siguientes objetivos: 1) Caracterizar la expresión de mt-GABABR en el cerebelo de ratones con RTT: Se emplearán técnicas avanzadas como la microscopía de expansión y la microscopía confocal de alta resolución, para localizar la expresión de GABABR y mt-GABBR en el cerebelo de ratones control y con RTT. 2) Determinar los mecanismos mitocondriales alterados en el cerebelo de ratones con RTT y su (des)regulación por mt-GABABR: Se analizarán la respiración mitocondrial, la integridad de los complejos de la cadena respiratoria y los cambios proteómicos en las mitocondrias de neuronas PV-positivas del cerebelo de ratones control y con RTT. Además, el tratamiento con el agonista de GABABR, arbaclofeno, permitirá evaluar la contribución de GABABR a las alteraciones bioenergéticas en RTT. 3) Evaluar la contribución del receptor GABAB en las alteraciones conductuales dependientes del cerebelo en ratones con RTT: Se evaluará el efecto terapéutico del arbaclofeno sobre los déficits motores, sociales y de espasticidad relacionados con RTT. Además, se utilizarán estrategias de transferencia génica (AAV) para sobreexpresar el receptor mt-GABABR en neuronas PV-positivas, lo que permitirá determinar su contribución a los síntomas cerebelosos en RTT. En resumen, combinando técnicas avanzadas de microscopía, proteómica, y transferencia génica, este proyecto explorará el receptor GABAB (y específicamente mt-GABABR) como posible diana terapéutica para el RTT, abriendo el camino hacia nuevas estrategias terapéuticas para este grave trastorno, para el cual aún no existe cura.