Estudi de les alteracions en la capacitat neuroprotectora dels astròcits reactius en l'envelliment

En el periodo 2005-2008 hemos publicado tres artículos sobre las alteraciones de los astrocitos reactivos en el cerebro durante el envejecimiento. En el primer estudio, evaluamos la capacidad neuroprotectora de los astrocitos en un modelo experimental in vitro de envejecimiento. Los cambios en el estrés oxidativo, la captación del glutamato y la expresión proteica fueron evaluados en los astrocitos corticales de rata cultivados durante 10 y 90 días in vitro (DIV). Los astrocitos envejecidos tenían una capacidad reducida de mantener la supervivencia neuronal. Estos resultados indican que los astrocitos pueden perder parcialmente su capacidad neuroprotectora durante el envejecimiento. En el segundo estudio el factor neurotrófico derivado de la línea glial (GDNF) fue probado para observar sus efectos neurotróficos contra la atrofia neuronal que causa déficits cognitivos en la vejez. Las ratas envejecidas Fisher 344 con deficiencias en el laberinto de Morris recibieron inyecciones intrahippocampales de un vector lentiviral que codifica GDNF humano en los astrocitos o del mismo vector que codifica la proteína fluorescente verde humana como control. El GDNF secretado por los astrocitos mejoró la función de la neurona como se muestra por aumentos locales en la síntesis de los neurotransmisores acetilcolina, dopamina y serotonina. El aprendizaje espacial y la prueba de memoria demostraron un aumento significativo en las capacidades cognitivas debido a la exposición de GDNF, mientras que las ratas control mantuvieron sus resultados al nivel del azar. Estos resultados confirman el amplio espectro de la acción neurotrófica del GDNF y abre nuevas posibilidades de terapia génica para reducir la neurodegeneración asociada al envejecimiento. En el último estudio, examinamos cambios en la fosforilación de tau, el estrés oxidativo y la captación de glutamato en los cultivos primarios de astrocitos corticales de ratones neonatos de senescencia acelerada (SAMP8) y ratones resistentes a la senescencia (SAMR1). Nuestros resultados indican que las alteraciones en cultivos del astrocitos de los ratones SAMP8 son similares a las detectadas en cerebros enteros de los ratones SAMP8 de 1-5 meses de edad. Por otra parte, nuestros resultados sugieren que esta preparación in vitro es adecuada para estudiar en este modelo murino el envejecimiento temprano y sus procesos moleculares y celulares.

El desastre quotidià i la disciplina repressora, respostes a la geometria minimal

La proposta de tesi pren com a punt de partida les respostes artístiques i teòriques dutes a terme a partir dels anys seixanta contra un context de coneixement tradicional fonamentalment racionalista, que segueix la tradició lògica de la modernitat i que troba el seu reflex i aplicació social en l’ordre espaial i per extensió, en la geometria. Un cop descrites les nocions que d’aquesta modernitat han estat aplicades a l’art dels anys 50 i 60, es mostra com les crítiques de determinats filòsofs i artistes han anat conformant un corpus teòric i artístic que ha implicat un intent d’enderrocament d’aquest sistema tradicional de coneixement, interpretació, lectura i atorgament de sentit a les obres artístiques. Aquests són: M.Foucault, J.Derrida, R. Smithson, R. Serra, R. Morris, Mona Hatoum, Imi Knoebel o Tacita Dean, entre d’altres. Seguidament es presenta un anàlisi més profund i detallat d’aquelles respostes artístiques més paradigmàtiques, tant al sistema de pensament tradicional com a l’ordre espaial que aquest conseqüentment implica. Aquestes crítiques s’organitzen en dues parts antagòniques: l’una és “L’adveniment del caos”, i l’altra és la “Crítica de l’ordre”. Els artistes són: L. Bourgeois, E.Hesse, A.Mendieta i P.Halley. En una tercera part, es descriu com aquest inici deconstructor del paradigma de coneixement tradicional iniciat als anys seixanta es desenvolupa durant els següents vint anys tenint en aquest cas com a fonament teòric les crítiques de R.Krauss, J. Baudrillard, P.Virilio, i com artistes els arquitectes P. Eienmann i F. Gehri, entre d’altres. La conclusió fonamental d’aquests apartats intenta posar de manifest la subversió o infracció de la geometria com a contenidora dels conceptes de la modernitat: raó i ordre moral. Finalment, en una quarta part s’inclou el propi projecte artístic que representa l’experimentació i praxi de les conclusions teòriques d’aquesta tesi.

Mecanismes neuronals de la facilitació de l'aprenentatge i la memoria per autoestimulació eléctrica intracranial en rates: espines dendrítiques

La potenciación de procesos de aprendizaje y memoria por autoestimación eléctrica intracraneal (AEIC) se ha observado principalmente en tareas de aprendizaje de tipo implícito, caracterizado por necesitar de múltiples ensayos y por dar lugar a una respuesta conductual rígida. Los efectos de la AEIC sobre formas de aprendizaje consideradas más complejas, como la memoria de navegación espacial, son menos conocidos. En nuestro laboratorio hemos observado recientemente que el tratamiento de AEIC es también capaz de facilitar tanto la adquisición como la retención de una tarea relacional, en el laberinto acuático de Morris (MWM) (Ruiz-Medina et al., 2008). El proyecto de investigación objeto de esta memoria continúa el estudio de este efecto potenciador yendo un paso más allá al profundizar en los mecanismos neurales de este efecto. Lo relativo a las espinas dendríticas, su tamaño, forma y aparición es uno de los campos más actuales en el estudio de las bases neurales de la memoria. Trabajos previos apuntan a un incremento en la densidad de espinas inmaduras -las consideradas de aprendizaje- como efecto tanto del entrenamiento en el MWM como de la AEIC. Relacionar la potenciación de memoria en el MWM resultado de la AEIC con cambios significativos en la población de espinas dendríticas hipocampales sería uno de los principales objetivos del presente trabajo, que se realizará en colaboración con el Instituto Ramón y Cajal de Madrid.

Impairment of mossy fiber long-term potentiation and associative learning in pituitary adenylate cyclase activating polypeptide type I receptor-deficient Mice

The pituitary adenylate cyclase activating polypeptide (PACAP) type I receptor (PAC1) is a G-protein-coupled receptor binding the strongly conserved neuropeptide PACAP with 1000-fold higher affinity than the related peptide vasoactive intestinal peptide. PAC1-mediated signaling has been implicated in neuronal differentiation and synaptic plasticity. To gain further insight into the biological significance of PAC1-mediated signaling in vivo, we generated two different mutant mouse strains, harboring either a complete or a forebrain-specific inactivation of PAC1. Mutants from both strains show a deficit in contextual fear conditioning, a hippocampus-dependent associative learning paradigm. In sharp contrast, amygdala-dependent cued fear conditioning remains intact. Interestingly, no deficits in other hippocampus-dependent tasks modeling declarative learning such as the Morris water maze or the social transmission of food preference are observed. At the cellular level, the deficit in hippocampus-dependent associative learning is accompanied by an impairment of mossy fiber long-term potentiation (LTP). Because the hippocampal expression of PAC1 is restricted to mossy fiber terminals, we conclude that presynaptic PAC1-mediated signaling at the mossy fiber synapse is involved in both LTP and hippocampus-dependent associative learning.

Mitochondrial DNA mutations induce mitochondrial dysfunction, apoptosis and sarcopenia in skeletal muscle of mitochondrial DNA mutator mice

Background: Aging results in a progressive loss of skeletal muscle, a condition known as sarcopenia. Mitochondrial DNA (mtDNA) mutations accumulate with aging in skeletal muscle and correlate with muscle loss, although no causal relationship has been established. Methodology/Principal Findings: We investigated the relationship between mtDNA mutations and sarcopenia at the gene expression and biochemical levels using a mouse model that expresses a proofreading-deficient version (D257A) of the mitochondrial DNA Polymerase c, resulting in increased spontaneous mtDNA mutation rates. Gene expression profiling of D257A mice followed by Parametric Analysis of Gene Set Enrichment (PAGE) indicates that the D257A mutation is associated with a profound downregulation of gene sets associated with mitochondrial function. At the biochemical level, sarcopenia in D257A mice is associated with a marked reduction (35–50%) in the content of electron transport chain (ETC) complexes I, III and IV, all of which are partly encoded by mtDNA. D257A mice display impaired mitochondrial bioenergetics associated with compromised state-3 respiration, lower ATP content and a resulting decrease in mitochondrial membrane potential (Dym). Surprisingly, mitochondrial dysfunction was not accompanied by an increase in mitochondrial reactive oxygen species (ROS) production or oxidative damage. Conclusions/Significance: These findings demonstrate that mutations in mtDNA can be causal in sarcopenia by affecting the assembly of functional ETC complexes, the lack of which provokes a decrease in oxidative phosphorylation, without an increase in oxidative stress, and ultimately, skeletal muscle apoptosis and sarcopenia.