Hernáiz Martorell, Adelaida
Martín Burriel, Inmaculada (dir.) ; Bolea Bailo, Rosa María (dir.)
Universidad de Zaragoza,
2023
Resumen: El scrapie es una enfermedad neurodegenerativa que pertenece al grupo de las encefalopatías espongiformes transmisibles (EETs) o enfermedades priónicas, las cuales están causadas por una isoforma patológica mal plegada de la proteína prion celular (PrPC) conocida como PrPSc. Se trata de enfermedades fatales, actualmente sin cura y cuyos mecanismos patogénicos todavía no se conocen en su totalidad.
En esta tesis, se abordan dos campos de investigación diferentes en la enfermedad de scrapie. Por un lado, el estudio de cambios de metilación del DNA, mecanismo epigenético asociado recientemente con las enfermedades priónicas y con otras enfermedades neurodegenerativas, y por otro, el desarrollo de un modelo celular in vitro basado en el cultivo de células madre mesenquimales (MSCs) ovinas, dada la necesidad creciente de modelos celulares de especies naturalmente susceptibles a la enfermedad que permitan el estudio de las enfermedades priónicas de la manera más fidedigna posible.
En cuanto a los resultados obtenidos en los trabajos de metilación del DNA, en el tálamo de ovejas con scrapie, se han identificado genes con metilación diferencial asociados con distintas funciones reguladas por la PrPC, así como con posibles funciones neuroprotectoras o agravantes del proceso neurodegenerativo. Algunos de estos genes con metilación diferencial también mostraron cambios de expresión en los animales con scrapie, indicando un posible efecto regulador de la metilación del DNA en la expresión génica. Además de estos cambios de metilación a nivel génico, en distintas regiones del sistema nervioso central de ovejas infectadas con scrapie y de un modelo murino transgénico de scrapie, se detectaron cambios en los niveles de las dos formas más abundantes de metilación del DNA, 5-metilcitosina (5mC) y 5-hidroximetilcitosina (5hmC), acompañados de cambios de expresión en algunos genes codificantes de enzimas reguladoras epigenéticas encargadas de regular los niveles de 5mC y 5hmC. Estos resultados indican que el mecanismo epigenético de metilación del DNA está involucrado en la patología de scrapie, existiendo tanto cambios globales en los perfiles de metilación como cambios específicos en genes concretos.
Por otro lado, los trabajos llevados a cabo en MSCs ovinas infectadas con scrapie han permitido evaluar la capacidad de estas células de infectarse y replicar PrPSc, así como el efecto de dicha infección sobre la viabilidad celular, tanto cultivadas en monocapa como en forma de esferoides tridimensionales. Al cultivar las MSCs en monocapa, observamos que en condiciones de crecimiento estas células no eran capaces de mantener el prion a lo largo del tiempo, a diferencia de las MSCs sometidas a diferenciación neurogénica que sí que fueron capaces de captar y mantener el agente priónico. En ambas condiciones, la infección con scrapie produjo una toxicidad temprana disminuyendo la viabilidad de los cultivos. El cultivo en tres dimensiones en forma de esferoides, el cual se asemeja más a las condiciones de las células in vivo, parece afectar a la capacidad de infección de las MSCs en condiciones de crecimiento ya que, a diferencia de las MSCs cultivadas en monocapa, los esferoides de MSCs en crecimiento fueron capaces de mantener de manera estable los niveles de PrPSc a lo largo del tiempo de cultivo, indicando que el microambiente generado en los esferoides favorece la permisividad a la infección de las MSCs. Los esferoides en condiciones de diferenciación neurogénica también mantuvieron una señal estable de PrPSc. En este sistema en tres dimensiones, se observó igualmente cierta toxicidad acompañada de una disminución de la viabilidad celular. Este efecto tóxico provocado por la infección con scrapie se corroboró mediante un estudio transcriptómico de MSCs ovinas infectadas con scrapie en condiciones de crecimiento, en el cual se identificaron genes con expresión diferencial involucrados en distintas rutas biológicas relacionadas con la toxicidad y propagación priónicas. Estos resultados indican que las MSCs ovinas, además de ser permisivas a la infección con scrapie, son capaces de reproducir la toxicidad ejercida por el agente priónico, lo que las convierte en un modelo in vitro óptimo para el estudio de las enfermedades priónicas.
Resumen (otro idioma):
En esta tesis, se abordan dos campos de investigación diferentes en la enfermedad de scrapie. Por un lado, el estudio de cambios de metilación del DNA, mecanismo epigenético asociado recientemente con las enfermedades priónicas y con otras enfermedades neurodegenerativas, y por otro, el desarrollo de un modelo celular in vitro basado en el cultivo de células madre mesenquimales (MSCs) ovinas, dada la necesidad creciente de modelos celulares de especies naturalmente susceptibles a la enfermedad que permitan el estudio de las enfermedades priónicas de la manera más fidedigna posible.
En cuanto a los resultados obtenidos en los trabajos de metilación del DNA, en el tálamo de ovejas con scrapie, se han identificado genes con metilación diferencial asociados con distintas funciones reguladas por la PrPC, así como con posibles funciones neuroprotectoras o agravantes del proceso neurodegenerativo. Algunos de estos genes con metilación diferencial también mostraron cambios de expresión en los animales con scrapie, indicando un posible efecto regulador de la metilación del DNA en la expresión génica. Además de estos cambios de metilación a nivel génico, en distintas regiones del sistema nervioso central de ovejas infectadas con scrapie y de un modelo murino transgénico de scrapie, se detectaron cambios en los niveles de las dos formas más abundantes de metilación del DNA, 5-metilcitosina (5mC) y 5-hidroximetilcitosina (5hmC), acompañados de cambios de expresión en algunos genes codificantes de enzimas reguladoras epigenéticas encargadas de regular los niveles de 5mC y 5hmC. Estos resultados indican que el mecanismo epigenético de metilación del DNA está involucrado en la patología de scrapie, existiendo tanto cambios globales en los perfiles de metilación como cambios específicos en genes concretos.
Por otro lado, los trabajos llevados a cabo en MSCs ovinas infectadas con scrapie han permitido evaluar la capacidad de estas células de infectarse y replicar PrPSc, así como el efecto de dicha infección sobre la viabilidad celular, tanto cultivadas en monocapa como en forma de esferoides tridimensionales. Al cultivar las MSCs en monocapa, observamos que en condiciones de crecimiento estas células no eran capaces de mantener el prion a lo largo del tiempo, a diferencia de las MSCs sometidas a diferenciación neurogénica que sí que fueron capaces de captar y mantener el agente priónico. En ambas condiciones, la infección con scrapie produjo una toxicidad temprana disminuyendo la viabilidad de los cultivos. El cultivo en tres dimensiones en forma de esferoides, el cual se asemeja más a las condiciones de las células in vivo, parece afectar a la capacidad de infección de las MSCs en condiciones de crecimiento ya que, a diferencia de las MSCs cultivadas en monocapa, los esferoides de MSCs en crecimiento fueron capaces de mantener de manera estable los niveles de PrPSc a lo largo del tiempo de cultivo, indicando que el microambiente generado en los esferoides favorece la permisividad a la infección de las MSCs. Los esferoides en condiciones de diferenciación neurogénica también mantuvieron una señal estable de PrPSc. En este sistema en tres dimensiones, se observó igualmente cierta toxicidad acompañada de una disminución de la viabilidad celular. Este efecto tóxico provocado por la infección con scrapie se corroboró mediante un estudio transcriptómico de MSCs ovinas infectadas con scrapie en condiciones de crecimiento, en el cual se identificaron genes con expresión diferencial involucrados en distintas rutas biológicas relacionadas con la toxicidad y propagación priónicas. Estos resultados indican que las MSCs ovinas, además de ser permisivas a la infección con scrapie, son capaces de reproducir la toxicidad ejercida por el agente priónico, lo que las convierte en un modelo in vitro óptimo para el estudio de las enfermedades priónicas.
Resumen (otro idioma):
Pal. clave: ciencias veterinarias ; biología molecular ; cultivo celular ; enfermedades infecciosas
Titulación: Programa de Doctorado en Ciencias Biomédicas y Biotecnológicas
Plan(es): Plan 495
Área de conocimiento: Ciencias de la Salud
Nota: Presentado: 19 05 2023
Nota: Tesis-Univ. Zaragoza, , 2023
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Registro creado el 2025-05-29, última modificación el 2025-05-29
