Generación de ratones transgénicos que reproducen la falta de procesamiento de neurexinas por presenilinas como modelo de la enfermedad de alzheimer

Resumen

La enfermedad de Alzheimer (AD) es una enfermedad neurodegenerativa asociada con el envejecimiento que se caracteriza por el deterioro progresivo de la memoria en los pacientes. El factor causal mayoritario responsable de casos de AD familiar (FAD) son mutaciones de pérdida parcial de función en los genes de Presenilina 1 (PS1) y Presenilina 2 (PS2). Las mutaciones en genes de PS1/2 asociadas a FAD tienen una herencia autosómica dominante y las personas portadoras presentan un inicio precoz de la enfermedad. Las PS forman la subunidad catalítica del complejo γ-secretasa e intervienen en el procesamiento proteolítico de multitud de sustratos. Sin embargo, se desconocen los sustratos concretos de PS con efecto patogénico en AD. En los últimos años, nuestro grupo de investigación ha obtenido datos que apuntan a que el procesamiento impedido de neurexinas (Nrxs) por PS podría mediar déficits asociados a AD. Las Nrxs son proteínas de membrana presináptica que regulan la función y el mantenimiento de las sinapsis mediante la adhesión con ligandos postsinápticos, como Neuroliguinas (Nlgns). La inhibición farmacológica o genética de la actividad de PS/γ-secretasa da lugar al acúmulo del fragmento C-terminal de Nrxs (NrxCTF) in vitro e in vivo. Mutaciones en PS1 asociadas con FAD impiden el procesamiento normal de Nrxs, resultando en el acúmulo de NrxCTF. In vivo, NrxCTF se acumula en los terminales presinápticos de ratones PS cDKO deficientes en los genes PS1/2 en neuronas principales del prosencéfalo, coincidiendo con la aparición de defectos en la transmisión sináptica y de establecimiento de LTP. Además, el acúmulo selectivo de NrxCTF reproduce los defectos en la liberación de neurotransmisor ocasionados por una falta de función de PS en cultivos de neuronas. Con la finalidad de estudiar in vivo el efecto causado por una falta de procesamiento de Nrxs sin afectar la actividad general de PS hacia el resto de sustratos, en esta Tesis Doctoral se han generado modelos de ratón transgénico que expresan de forma constitutiva o inducible NrxCTF exógena en neuronas principales del prosencéfalo. La caracterización de estos modelos de ratón se ha realizado mediante aproximaciones bioquímicas, celulares y de comportamiento, entre otras. Los resultados obtenidos en esta Tesis Doctoral apuntan a un efecto deletéreo del acúmulo de Nrx-CTF in vivo y a la aparición de defectos de comportamiento. La posibilidad de poder controlar temporalmente el encendido y apagado de Nrx-CTF ofrece la oportunidad de estudiar los mecanismos responsables de la aparición de los síntomas y su posible reversión.