Estudio sobre la expresión y localización de la guanilil ciclasa sensible a NO (GCNO) en células nerviosas.

Resumen

La guanilil ciclasa sensible a NO (GCNO) cataliza la formación de GMPc y es la principal diana del NO en el SNC. La GCNO es un heterodímero compuesto por una subunidad α y una β. Dos isoformas de cada subunidad han sido clonadas. En esta tesis estudiamos la distribución anatómica de los mRNAs de las subunidades en cerebro de rata y mono. Nuestros resultados revelan que en ambas especies el mRNA de la β1 es más abundante y ubicuo en cerebro. El mRNA de la subunidad β2 no pudo ser detectado en ninguna de las dos especies. La distribución de las subunidades α presentó similitudes en el sistema límbico y en caudado-putamen de ambas especies y diferencias en la distribución laminar en corteza. Mientras que en rata la subunidad α1 es elevada en capas externas corticales, en mono lo es en las capas internas. Además, el mRNA de α1 es más ubicuo en el mono y el mRNA de la α2 en la rata. Una elevada expresión de las tres subunidades se observó en ganglios basales, sistema olfatorio, hipocampo y corteza. También encontramos regiones donde la expresión de la subunidad β1 era alta y pero la expresión de ambas α era baja o indetectable. En la rata, esto ocurre en las islas de Calleja, la mayoría de los núcleos talámicos y el colículo superior, y en mono ocurre en los núcleos talámicos y en el claustrum. El sistema NO-GMPc ha sido implicado en plasticidad sináptica, procesamiento sensorial y comportamiento en la rata, los niveles elevados de las tres subunidades en regiones como los ganglios basales, hipocampo y cerebelo en mono sugieren que en primates también estaría involucrado en estos procesos. Estudios previos demostraban que agentes inflamatorios disminuían la actividad GCNO como consecuencia de la disminución de la subunidad β1 en astrocitos en cultivo y en cerebro de ratas adultas. En este trabajo estudiamos si la actividad GCNO también estaba alterada en cerebro de pacientes con enfermedades neurodegenerativas con un componente inflamatorio como Alzheimer (AD), Creytzfeldt-Jakob (CJ) y esclerosis múltiple (MS). Los resultados demuestran que no existen diferencias significativas entre los individuos control y los enfermos AD con distinto grado de afectación en la actividad basal GCNO o estimulada con donadores de NO, ni en los niveles de expresión de las subunidades β1 y α1. Mediante inmunocitoquímica demostramos que las neuronas y en astrocitos de sustancia blanca presentan un nivel de expresión elevado para la β1. En pacientes AD, los niveles de expresión no estan alterados en neuronas y astrocitos fibrilares mientras que se detectó disminución de β1 en astrocitos reactivos alrededor de las placas amiloides. El marcaje se ve también disminuido en astrocitos reactivos de sustancia blanca de pacientes con CJ y MS. Así, la inducción de la reactividad glial está asociada a una disminución en la capacidad de generar GMPc en respuesta a NO. Estudios previos demostraban que la disminución de la subunidad β1 inducida por LPS era dependiente de transcripción y síntesis de proteínas, pero independiente de NO. En esta tesis estudiamos el mecanismo involucrado en la degradación de esta subunidad, siendo la vía que involucra al proteosoma y la ubiquitina responsable de la disminución. También, demostramos que el tratamiento con LPS produce la formación de agregados de β1 en el núcleo, en estructuras ricas en proteosoma 20S y ubiquitina con características de clastosomas. La formación de estos agregados es inhibida por inhibidores específicos del proteosoma y de la síntesis de proteínas. Durante estos estudios observamos la presencia de β1 en células con actividad GCNO (neuronas y astrocitos), así como en células sin actividad GCNO (microglía). En ambos casos la localización era mayoritariamente citosólica pero también aparecía en el núcleo. La intensidad de marcaje aumentaba en células en división. A mayor aumento observamos que β1 se encontraba asociada periféricamente a los cromosomas durante todas las fases de la mitosis. Debido a la localización pericromosomal, nos propusimos estudiar si la β1 ejercía alguna función sobre la condensación de la cromatina. Mediante un ensayo de condensación in vitro demostramos que la inmunodepleción de la proteína nuclear y citoplasmática provocaba aumento en la condensación. También demostramos que el silenciamiento de β1 por siRNA producía un aumento del número de células que ingresaban en el ciclo celular y un aumento de la proliferación. Todos estos efectos fueron independientes de la actividad enzimática ya que un inhibidor especifico de la GCNO no mimetizaba los efectos del siRNA ni de la inmunodepleción. Estos resultados nos llevan a proponer que la subunidad β1 de la GCNO podría tener una función independiente de su actividad enzimática.

Fecha de lectura	2 jul 2007
Idioma original	Indefinido/desconocido
Supervisor	Maria Carme Agustina García Sánchez (Director/a) & Maria Antonia Baltrons Soler (Director/a)