L’esclerosi lateral amiotròfica (ELA) és una malaltia neurodegenerativa devastadora sense cap tractament efectiu disponible. Els mecanismes moleculars involucrats en la mort de les motoneurones (MN) són complexos i inclouen nombroses disfuncions d’aquestes, on les cèl·lules del voltant com els astròcits i la micròglia hi poden contribuir. La Neuregulina 1 (NRG1) és un factor neurotròfic expressat en les MNs i les unions neuromusculars que ajuda en el desenvolupament neuromuscular i axonal i en el seu manteniment. Estudis recens suggereixen un rol crucial de la NRG1 i dels seus receptors ErbB en l’ELA, particularment per la isoforma I (NRG1-I) en el procés de reinnervació colateral, i per la isoforma III (NRG1-III) en la preservació de les MNs, obrint un nou camp per desenvolupar noves teràpies per l’ELA. Tanmateix, per clarificar el rol de la via NRG1-ErbB en la supervivència de les MNs és necessari fer més estudis i així provar la seva eficàcia terapèutica. En la present tesis, hem avaluat l’efecte terapèutic de la sobreexpressió de la NRG1 en el sistema nerviós central i perifèric. D’aquesta manera, primer van caracteritzar el rol de la NRG1 exògena utilitzant un model in vitro de cultius organotípics de medul·la espinal subjectes a una excitotoxicitat crònica causada per l’àcid DL-threo-β-hydroxaspàrtic. Els nostres resultats mostren que l’addició en el medi de la NRG1 recombinant humana (rhNRG1) va incrementar significativament la supervivència de les MNs a través de l’activació dels receptors ErbB. Aquest efecte va ser bloquejat quan vam afegir el lapatinib, un inhibidor dels ErbB. El tractament amb la rhNRG1 també va reduir la reactivitat microglial superant els efectes causats per l’excitotoxicitat, i va activar la via de supervivència PI3K/AKT, a més de restaurar el flux autofàgic normal en el cultiu. A més a més l’addició de la rhNRG1 al medi va promoure el creixement neurític motor i sensorial. A continuació vàrem decidir d’utilitzar teràpies gèniques basades en vectors adeno-associats per sobreexpressar la NRG1-I en el múscul esquelètic, i la NRG1-III en la medul·la espinal per preservar les MNs en un model in vivo d’ELA, els ratolins SOD1G93A. Els resultats obtinguts van indicar que ambdues teràpies gèniques van ser capaces de preservar la funció neuromuscular dels músculs de les extremitats, van millorar la locomoció, van incrementar el nombre de MNs supervivents, i van reduir la reactivitat astrocitària i microglial en les femelles SOD1G93A tractades a l’estadi final de la malaltia. A més a més, en la medul·la espinal l’eix NRG1-III/ErbB4 regula l’excitabilitat de la MN a través del transportador KCC2 i redueix l’expressió del marcador de vulnerabilitat de MN MMP-9. La NRG1-I expressada en el múscul esquelètic va senyalitzar amb els receptors ErbB2 i 3 presents en les cèl·lules de Schwann terminals, per promoure reinnervació axonal. Malgrat això, quan vàrem combinar ambdues teràpies gèniques no vam trobar un efecte sinèrgic. Conjuntament, els nostres resultats indiquen que les isoformes de la NRG1 juguen un rol important en la supervivència de les MN i que la sobreexpressió viral pot ser considerada com una nova teràpia per tractar l’ELA.
Gene therapy targeting neuregulins for the treatment of amiotrophic lateral sclerosis.
Modol Caballero, G. (Autor/a). 12 jul 2019
Tesis doctoral