Análisis de la neurogénesis cortical en el desarrollo cerebral de ratones carentes del receptor de ácido lisofosfatídico LPA1

El ácido lisofosfatídico (LPA) es un fosfolípido sencillo con propiedades de señalización extracelular mediadas por receptores de membrana específicos acoplados a proteínas G. Actualmente se conocen hasta 6 tipos de receptores diferentes para el LPA. El receptor LPA1 se expresa en la zona neurogénica del cerebro en desarrollo, en la zona ventricular (VZ), lo que sugiere su implicación en la neurogénesis. A pesar de los numerosos estudios farmacológicos que han aportado datos de los efectos del LPA en el sistema nervioso central (SNC) utilizando modelos in vitro, no es sino hasta que se dispuso de animales carentes del receptor, cuando se avanzó en el estudio de la función específica del receptor. Los primeros ratones obtenidos que permitían el estudio de pérdida de función del receptor LPA1 mostraron una alta mortalidad perinatal pero abrían una puerta excelente a nuevos estudios de caracterización del SNC en ausencia de vías específicas de señalización por LPA. En el presente trabajo se muestran resultados que demuestran una función destacada del receptor LPA1 en los precursores neuronales corticales durante el desarrollo cerebral, resultantes del análisis de la neurogénesis en una variante, que hemos venido a denominar Málaga, de un ratón nulo para-LPA1. Esta variante surge de forma espontánea durante la expansión de la colonia original y porta un fenotipo con defectos observables en el SNC, a la vez que muestra una viabilidad perinatal casi completa, lo que ha permitido su caracterización. Nuestros resultados muestran alteraciones significativas en la neurogénesis cortical embrionaria, en el patrón proliferativo de la zona ventricular, afectando al tipo de división y la posterior diferenciación, con expresión de marcadores neuronales de forma prematura en la capa cortical y alteración de la expresión de factores de transcripción. Estos defectos de la neurogénesis en ausencia de la vía de señalización por LPA1 se asocian con defectos en el patrón migratorio neuronal, indicativos de alteraciones de tipo estructural y funcional, y que generan, en última instancia, una reducción del grosor de la pared cortical y del número de neuronas en diferentes capas corticales, especialmente las profundas donde se detecta, además, un nivel inusualmente mayor de apoptosis. Los resultados que mostramos en esta memoria reflejan, con ello, la necesidad del receptor LPA1 para el desarrollo normal cerebral y acentúan el importante papel que el modelo de animal nulo para LPA1 de la variedad Málaga ha representado para el estudio de la señalización mediada por este receptor. A la fecha actual, el uso de este ratón ha permitido un avance muy significativo en el campo y sigue siendo objeto de estudio por nuestro grupo de investigación y por diferentes colaboradores a nivel nacional e internacional.

Caracterización funcional de las proteínas TasA y TapA en la formación de fibras de tipo amiloide en Bacillus subtilis

Las proteínas amiloides son un grupo heterogéneo de proteínas diferentes en secuencia aminoacídica, pero similares en su estructura cuaternaria: fibras enriquecidas en láminas beta, con gran estabilidad, resistencia y capacidad de unión de colorantes específicos, como el rojo congo o la thioflavina T. Estas proteínas han estado tradicionalmente asociadas a patologías neurodegenerativas en humanos como el Alzheimer o el Parkinson. Sin embargo, los miembros dentro de esta familia están ampliamente distribuidas en la naturaleza, desde bacterias hasta humanos, e intervienen en un amplio rango de funciones biológicas, motivo por el que se han denominado “amiloides funcionales”. En bacterias, los amiloides funcionales son responsables de participar en funciones muy diversas como la interacción célula-célula, con superficies abióticas, y formación de biofilms. En Bacillus subtilis, la proteína amiloide TasA es el componente proteico mayoritario de la matriz extracelular del biofilm de este microorganismo y el principal elemento que constituye las fibras amiloides, mientras que la proteína auxiliar TapA, presente en mucha menor proporción, actúa favoreciendo el ensamblaje de las mismas. Estas actúan como un andamiaje proteico donde se disponen el resto de componentes de la matriz extracelular, lo que confiere a esta estructura una mayor estabilidad y, por consiguiente, proporcionan una mayor robustez al biofilm. En este este trabajo se pretende llevar a cabo el análisis de regiones o dominios tanto de TasA como de TapA importantes para la amiloidogénesis, así como para la funcionalidad de ambas proteínas. Para ello, el estudio se ha enfocado desde un punto de vista multidisciplinar, combinando pruebas clásicas de caracterización de amiloides con técnicas de biología molecular y diversas pruebas biofísicas. Los resultados obtenidos hasta la fecha han demostrado la existencia de pequeñas secuencias, dentro de las proteínas TasA o TapA con capacidad para polimerizar en la forma de fibras, lo que muestra su importancia en el proceso de fibrilación y en la funcionalidad de ambas proteínas. En el caso de la proteína TapA, las regiones analizadas ponen de manifiesto la importancia de su extremo amino-terminal tanto en la funcionalidad de la proteína como en su interacción con TasA.