Moreno Martínez, Laura
Osta Pinzolas, Rosario (dir.) ; Calvo Royo, Ana Cristina (dir.)
Universidad de Zaragoza,
2020
Abstract: La esclerosis lateral amiotrófica (ELA) es una enfermedad neurodegenerativa que afecta a la motoneurona superior, situada en el córtex motor, y a la motoneurona inferior, situada en el asta anterior de la médula espinal. La pérdida progresiva de motoneuronas conlleva una parálisis y atrofia muscular que desencadena el fallecimiento del paciente en un periodo promedio de 3 a 5 años tras el inicio de los síntomas, generalmente debido a un fallo respiratorio. Actualmente los únicos tratamientos que existen son paliativos, y, en la mayoría de los casos, se desconocen las causas que provocan esta enfermedad. No obstante, se han estudiado numerosos mecanismos moleculares que se han visto implicados en la patogenia de la ELA, entre ellos la inflamación. Este mecanismo está caracterizado por la activación de la microglía, astrogliosis, infiltración de los linfocitos T y monocitos, y una superproducción de citoquinas inflamatorias que conlleva a un daño progresivo en la motoneurona, contribuyendo a la progresión de la enfermedad.
El objetivo general de la presente memoria de Tesis Doctoral fue estudiar el papel de la inflamación en la ELA mediante la identificación de biomarcadores y dianas terapéuticas con el fin de trasladarlos finalmente a la práctica clínica. Para ello, en primer lugar, se estudió un panel de 97 citoquinas en plasma de animales SOD1G93A presintomáticos con el fin de identificar aquellas citoquinas cuya expresión pudiera estar alterada y que además pudieran servir de ayuda al diagnóstico. Los resultados mostraron que los niveles de 16 citoquinas estaban modificados en el modelo animal con respecto a sus controles, indicando que existe una desregulación del sistema inmune en una fase temprana de la enfermedad. A continuación, se estudió la capacidad pronóstica de dichas citoquinas correlacionando sus niveles en sangre en diferentes estadios con la supervivencia de los animales SOD1G93A. A pesar de que se observó una mayor expresión de estas citoquinas en los animales que mostraron una menor supervivencia, no se pudo identificar ninguna proteína como biomarcador pronóstico debido a su gran variabilidad en sangre. Por este motivo se eligió una de las citoquinas que había mostrado una mayor correlación, la IL-6, para estudiarla en los tejidos más afectados por la enfermedad, en concreto en la médula espinal y músculo esquelético del modelo animal SOD1G93A; además, se investigó su papel como biomarcador en sangre de pacientes de ELA. Se observó un incremento en la expresión de IL-6 en los animales modelo frente a sus controles a partir del estadio sintomático temprano en el músculo extensor digital largo, que es un músculo con predominio de fibras de contracción rápida las cuales se encuentran más dañadas por la enfermedad. Estos resultados sugieren el estudio de dicha proteína como biomarcador en músculo esquelético con predominio de fibras de contracción rápida en el modelo animal, y, en un futuro, en pacientes. Posteriormente, se investigó la modificación de las citoquinas sanguíneas desreguladas y otras proteínas relacionadas con la inflamación tras la aplicación de un tratamiento neuroprotector basado en el fragmento C de la toxina tetánica (TTC) en el modelo animal SOD1G93A para analizar la capacidad predictiva de marcadores inflamatorios para su utilización en ensayos clínicos. Los resultados mostraron una disminución en la expresión de IL-6 en plasma, médula espinal y músculo esquelético de los animales tratados con TTC, indicando que dicha proteína podría tener un papel predictivo en la enfermedad. Finalmente, se evaluó el papel de marcadores inflamatorios como dianas terapéuticas en ELA. Para ello, nos centramos en el efecto de la reducción de los niveles génicos de granzima A (gzmA), implicada en procesos pro-inflamatorios, sobre la supervivencia de los animales SOD1G93A. Los resultados mostraron que los ratones SOD1G93A heterocigotos (gzmA +/-), donde encontramos una menor expresión de gmzA, IL-1β y GSR, vivieron más que los ratones SOD1G93A homocigotos gzmA +/+. Esto confirmó que el aumento de la supervivencia estaba asociada a una menor expresión de este gen pero no a su ausencia, ya que los animales SOD1G93A homocigotos (gzmA -/-) no mostraron una supervivencia mayor con respecto a los controles. Por tanto, estos resultados indicaron que una reducción intermedia de los niveles de gzmA puede favorecer una progresión más lenta de la enfermedad en este modelo animal.
En conclusión, la alteración mostrada en diversas citoquinas pro-inflamatorias en el modelo animal SOD1G93A desde estadios tempranos hasta estadios terminales resulta ser muy variable, lo que dificulta su papel como biomarcadores de la enfermedad. No obstante, dicha alteración se presenta como una futura diana terapéutica para la esclerosis lateral amiotrófica.
Abstract (other lang.):
El objetivo general de la presente memoria de Tesis Doctoral fue estudiar el papel de la inflamación en la ELA mediante la identificación de biomarcadores y dianas terapéuticas con el fin de trasladarlos finalmente a la práctica clínica. Para ello, en primer lugar, se estudió un panel de 97 citoquinas en plasma de animales SOD1G93A presintomáticos con el fin de identificar aquellas citoquinas cuya expresión pudiera estar alterada y que además pudieran servir de ayuda al diagnóstico. Los resultados mostraron que los niveles de 16 citoquinas estaban modificados en el modelo animal con respecto a sus controles, indicando que existe una desregulación del sistema inmune en una fase temprana de la enfermedad. A continuación, se estudió la capacidad pronóstica de dichas citoquinas correlacionando sus niveles en sangre en diferentes estadios con la supervivencia de los animales SOD1G93A. A pesar de que se observó una mayor expresión de estas citoquinas en los animales que mostraron una menor supervivencia, no se pudo identificar ninguna proteína como biomarcador pronóstico debido a su gran variabilidad en sangre. Por este motivo se eligió una de las citoquinas que había mostrado una mayor correlación, la IL-6, para estudiarla en los tejidos más afectados por la enfermedad, en concreto en la médula espinal y músculo esquelético del modelo animal SOD1G93A; además, se investigó su papel como biomarcador en sangre de pacientes de ELA. Se observó un incremento en la expresión de IL-6 en los animales modelo frente a sus controles a partir del estadio sintomático temprano en el músculo extensor digital largo, que es un músculo con predominio de fibras de contracción rápida las cuales se encuentran más dañadas por la enfermedad. Estos resultados sugieren el estudio de dicha proteína como biomarcador en músculo esquelético con predominio de fibras de contracción rápida en el modelo animal, y, en un futuro, en pacientes. Posteriormente, se investigó la modificación de las citoquinas sanguíneas desreguladas y otras proteínas relacionadas con la inflamación tras la aplicación de un tratamiento neuroprotector basado en el fragmento C de la toxina tetánica (TTC) en el modelo animal SOD1G93A para analizar la capacidad predictiva de marcadores inflamatorios para su utilización en ensayos clínicos. Los resultados mostraron una disminución en la expresión de IL-6 en plasma, médula espinal y músculo esquelético de los animales tratados con TTC, indicando que dicha proteína podría tener un papel predictivo en la enfermedad. Finalmente, se evaluó el papel de marcadores inflamatorios como dianas terapéuticas en ELA. Para ello, nos centramos en el efecto de la reducción de los niveles génicos de granzima A (gzmA), implicada en procesos pro-inflamatorios, sobre la supervivencia de los animales SOD1G93A. Los resultados mostraron que los ratones SOD1G93A heterocigotos (gzmA +/-), donde encontramos una menor expresión de gmzA, IL-1β y GSR, vivieron más que los ratones SOD1G93A homocigotos gzmA +/+. Esto confirmó que el aumento de la supervivencia estaba asociada a una menor expresión de este gen pero no a su ausencia, ya que los animales SOD1G93A homocigotos (gzmA -/-) no mostraron una supervivencia mayor con respecto a los controles. Por tanto, estos resultados indicaron que una reducción intermedia de los niveles de gzmA puede favorecer una progresión más lenta de la enfermedad en este modelo animal.
En conclusión, la alteración mostrada en diversas citoquinas pro-inflamatorias en el modelo animal SOD1G93A desde estadios tempranos hasta estadios terminales resulta ser muy variable, lo que dificulta su papel como biomarcadores de la enfermedad. No obstante, dicha alteración se presenta como una futura diana terapéutica para la esclerosis lateral amiotrófica.
Abstract (other lang.):
Pal. clave: neurociencias
Titulación: Programa de Doctorado en Ciencias Biomédicas y Biotecnológicas
Plan(es): Plan 495
Department: Anatomía, Embriología y Genética Animal
Nota: Presentado: 09 01 2020
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, Anatomía, Embriología y Genética Animal, 2020
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