Factor de crecimiento del endotelio vascular (VEGF) en el sistema oculomotorpresencia y modulación tras la lesión

Resumen

Estudios previos han demostrado que las motoneuronas que inervan los músculos extraoculares muestran una menor vulnerabilidad a la neurodegeneración, en enfermedades como la ELA, en comparación con otras motoneuronas craneales, como son las faciales e hipoglosas. Estos hallazgos, junto con los que otorgan al factor trófico VEGF un importante papel en la neuroprotección de las motoneuronas durante los procesos degenerativos, nos llevaron a plantear si una mayor expresión de VEGF y de su principal receptor efector Flk-1 podrían ser las claves de la resistencia selectiva que caracteriza y diferencia a estas neuronas oculomotoras de otros grupos motores más vulnerables. Realizamos inmunohistoquímica y Western blot para determinar la presencia de VEGF y Flk-1 en las motoneuronas ubicadas en los tres núcleos oculomotores (NMOE, NMOT y NMOC) de la rata adulta, y compararla con las observadas en los otros dos núcleos motores del tronco encefálico (facial e hipogloso). Las neuronas que inervan los músculos extraoculares presentaron mayores cantidades de VEGF y de su receptor Flk-1, en comparación con las otras motoneuronas troncoencefálicas, por lo que este factor trófico podría participar en su mayor resistencia a la neurodegeneración. Ante este hallazgo, se abordó el estudio de las posibles fuentes de VEGF hacia las neuronas motoras, como los astrocitos, las células microgliales, los músculos diana y los vasos sanguíneos en los cinco núcleos motores. También se estudió la regulación de VEGF y de su receptor en estas mismas motoneuronas en respuesta a la axotomía. Para llevar a cabo este objetivo, se utilizaron las técnicas de inmunohistoquímica, Western blot y qPCR. Los estudios de la vía retrógrada desvelaron que todos los músculos craneales diana resultaron inmuno-positivos para VEGF, sin detectarse diferencias entre ellos. Por el contrario, se observó una mayor expresión del receptor Flk-1 en el terminal pre-sináptico de las motoneuronas que inervaban los músculos extraoculares, en comparación con los terminales pre-sinápticos de las neuronas faciales e hipoglosas. Por otro lado, los estudios de la vía paracrina revelaron que tanto los astrocitos como la microglía expresaron un bajo nivel de VEGF en los cinco núcleos troncoencefálicos, tanto en situación control como tras inducir la axotomía, a pesar de la clara reacción glial desencadenada. Asimismo, el estudio de la densidad vascular tampoco reveló diferencias en la irrigación sanguínea entre ninguno de los núcleos en estudio, ni se detectaron cambios en la densidad vascular tras la lesión. Sin embargo, tras la axotomía se observó un incremento en la expresión de VEGF y Flk-1 en las motoneuronas oculomotoras, en comparación con la situación control y a diferencia de lo ocurrido en las motoneuronas más vulnerables, que no incrementaron su nivel del factor trófico ni de su receptor. De hecho, la técnica de qPCR reveló una bajada en la expresión de ARNm para VEGF y Flk-1 en los núcleos facial e hipogloso tras la axotomía, cambios que no se detectaron en la población oculomotora. En resumen, la baja expresión de VEGF observada en las células gliales sugiere que estas células no son las causantes de la mayor expresión de VEGF observada en las motoneuronas oculares. Así pues, esa mayor presencia del factor trófico en las neuronas oculomotoras podría deberse a un mayor aporte retrógrado procedente desde el músculo, como sugiere la mayor expresión del receptor Flk-1 en el terminal pre-sináptico de estas neuronas motoras, pero también puede ser producido por las propias motoneuronas, actuando de forma autocrina. Además, la respuesta de estas neuronas a la axotomía fue de incrementar su nivel de VEGF y de su receptor, a diferencia de lo observado en las neuronas faciales e hipoglosas, lo que puede contribuir a la distinta resistencia a la neurodegeneración descrita en las diferentes poblaciones motoneuronales. En conclusión, nuestros resultados sugieren que las diferencias en la disponibilidad de VEGF puede ser un factor clave en la desigual susceptibilidad de las motoneuronas troncoencefálicas a la neurodegeneración.