Déficits conductuales y neurodegeneración en ratones transgénicos para la proteína TDP-43 : implicancias para la Demencia Frontotemporal y la Esclerosis Lateral Amiotófrica

Las enfermedades neurodegenerativas son la principal causa de discapacidad y muerte prematura en personas mayores a nivel mundial. Diversas patologías neurodegenerativas presentan inclusiones insolubles compuestas principalmente por la proteína TDP-43 (Transactive response DNA-binding Protein 43). Esta proteína fue identificada como el componente predominante de los agregados citoplasmáticos observados en la mayoría de los casos de esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y en aproximadamente la mitad de los casos de demencia frontotemporal (DFT-TDP). Estos y otros desórdenes neurodegenerativos con presencia de agregados de TDP-43 se conocen actualmente como “proteinopatías de TDP-43”. Recientemente, se ha generado y caracterizado un novedoso modelo de ratones transgénicos para TDP-43 con expresión regulable dirigida a neuronas del cerebro anterior, utilizando el promotor CaMKIIα acoplado a un sistema tTA (controlado por tetraciclina), modelo empleado en el presente trabajo. Estos ratones expresan una variante de localización citoplasmática de la proteína (TDP-43-ΔNLS) y recapitulan una serie de características neuropatológicas de las proteinopatías de TDP-43, incluyendo neurodegeneración selectiva, gliosis, degeneración del tracto corticoespinal, inclusiones citoplasmáticas de TDP-43, disminución de la expresión nuclear normal de TDP-43 endógeno y cambios globales de la expresión génica. Sin embargo, la contribución específica de la expresión de TDP-43-ΔNLS a nivel conductual no ha sido evaluada en profundidad. En el presente trabajo de tesis doctoral, se buscó realizar una caracterización conductual detallada y una evaluación de la neurodegeneración en estos ratones. Para lograr este objetivo, se llevó a cabo una batería de tests conductuales para evaluar fenotipos motores, cognitivos y sociales, y se estudió la pérdida neuronal a diferentes tiempos luego de la inducción del transgén. Se observó que los ratones transgénicos TDP-43-ΔNLS con 1 mes de inducción presentan una performance motora alterada, incluyendo hiperlocomoción espontánea en el test de campo abierto, pérdida del balance y coordinación en el rotarod, y un alto grado de espasticidad medido por el fenotipo de clasping. El análisis cognitivo reveló alteraciones en las memorias de reconocimiento, espacial y aversiva, medidas por el test de reconocimiento de objeto novedoso, laberinto en forma de “Y” y evitación inhibitoria pasiva, respectivamente. Más aún, los ratones TDP-43-ΔNLS presentaron déficits en conductas sociales, un aspecto clave de la DFT. Con el fin de analizar si estos síntomas son reversibles, se suprimió la expresión del transgén por 14 días en ratones de 1,5 meses de edad (0,5 meses de inducción del transgén), los cuales ya presentan un fenotipo conductual anormal pero una neurodegeneración leve, y se observó una reversión de los déficits motores y cognitivos. Sin embargo, la performance social permaneció alterada. Cuando se suprimió la expresión del transgén en ratones adultos de 6,5 meses de edad (5,5 meses de inducción del transgén), los cuales muestran una neurodegeneración evidente, los déficits motores resultaron irreversibles. Finalmente, para comprender las bases moleculares y celulares del efecto de la sobre-expresión de TDP-43-ΔNLS en las alteraciones conductuales, incluyendo las funciones cognitivas, se analizó el patrón de expresión y activación de genes relacionados con fenómenos de actividad y plasticidad sináptica (Zif268, c-Fos, Arc). El análisis por inmunofluorescencia de diferentes regiones cerebrales (involucradas en el procesamiento de las conductas alteradas en estos ratones) reveló una profunda disminución de la expresión de estos genes en los animales transgénicos. Debido a que dichos genes son regulados positivamente luego de una tarea conductual y son necesarios para el procesamiento cognitivo, también se evaluó su respuesta luego de exponer a los ratones a una sesión en el test de campo abierto. Los animales transgénicos TDP-43-ΔNLS mostraron una reducida o ausente inducción de Zif268, c-Fos y Arc en la corteza e hipocampo. En conjunto, los resultados obtenidos en el presente trabajo indican que los ratones TDP-43-ΔNLS presentan diversos déficits conductuales característicos de DFT con enfermedad de motoneurona. Adicionalmente, estos resultados sugieren que la alteración conductual mediada por TDP-43 está sostenida por cambios funcionales en la población de neuronas afectadas, independientemente de una neurodegeneración extensa, y que distintos síntomas podrían tener diferentes grados de susceptibilidad a la mejora. Además, la reducción en la expresión e inducción de los genes tempranos inmediatos Zif268, c-Fos y Arc sugiere un novedoso mecanismo mediado por TDP-43 que sustentaría las conductas alteradas evidenciadas en los ratones TDP-43 y, potencialmente, en las proteinopatías de TDP-43.

Bibliographic Details

Main Author:	Alfieri, Julio Armando
Other Authors:	Muller Igaz, Lionel
Format:	info:eu-repo/semantics/doctoralThesis biblioteca
Language:	spa
Published:	Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Subjects:	FENOTIPOS CONDUCTUALES, DEMENCIA FRONTOTEMPORAL, TDP-43, NEURODEGENERACION, PROTEINOPATIAS, ANIMALES TRANSGENICOS, BEHAVIORAL PHENOTYPES, FRONTOTEMPORAL DEMENTIA, NEURODEGENERATION, PROTEINOPATHIES, TRANSGENIC MICE,
Online Access:	https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n6319_Alfieri http://repositoriouba.sisbi.uba.ar/gsdl/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=aextesis&d=tesis_n6319_Alfieri_oai
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