Demencia frontotemporal lobar asociada al déficit de progranulinabúsqueda de nuevas dianas terapéuticas y modelos experimentales para su desarrollo preclínico

Resumen

La Demencia Lobar Frontotemporal (DLFT) describe un espectro de enfermedades neurodegenerativas, clínica, patológica y genéticamente heterogéneas con una característica común, la degeneración relativamente selectiva de lóbulos frontales y temporales. Los recientes avances en la biología molecular y en técnicas inmunohistoquímicas han permitido la clasificación de la DLFT basándose en la naturaleza de las proteínas de inclusión predominantes en el cerebro de pacientes, siendo una de las más comunes la DLFT con agregados de la proteína TARDNA-Binding Protein 43 (TDP-43) (DLFT-TDP). La DLFT-TDP se asocia en la mayoría de los casos con mutaciones en el gen de la Progranulina (PGRN), sin embargo, los mecanismos por los que la haploinsuficiencia en PGRN conducen a la neurodegeneración siguen siendo especulativos. En esta tesis se ha considerado la posibilidad de que esta neurodegeneración se deba a cambios en la bioenergética celular, a alteraciones en el control del ciclo celular y apoptosis. Para el estudio de los mecanismos de supervivencia/muerte celular usamos como modelo experimental las células de neuroblastoma SH-SY5Y en las que se silenció el gen GRN. Observamos que las células SH-SY5Y GRN KD recapitulan las características patológicas más importantes de DLFT-TDP como la deficiencia de PGRN, la hiperfosforilación TDP-43, la viabilidad reducida, y alteraciones en algunas cascadas de señalización intracelular. Nuestros resultados muestran que las células deficientes en PGRN presentan alteraciones significativas en la función mitocondrial, relacionadas con la neurodegeneración como la despolarización de la membrana mitocondrial, la disminución de la tasa de respiración y la producción de energía, así como un aumento significativo en la generación de ROS. Estos cambios se acompañaban de un aumento de la masa mitocondrial, lo que podría constituir un mecanismo para intentar compensar la menor producción de energía. Por otro lado, la PGRN juega un papel neuroprotector en las células SH-SY5Y, ya que su déficit provoca cambios en la regulación del ciclo celular. Nuestros resultados sugieren una sobre-activación de las vías de señalización de Wnt en la patogénesis de la DLFT-TDP que culmina en la activación del ciclo celular y la apoptosis. Por último, las células deficientes en PGRN presentan una mayor susceptibilidad a la muerte inducida por la privación del suero. La retirada del suero produce la estimulación de la apoptosis a través de alteraciones en la vía de señalización CDK4/6/pRb, secundarias a cambios en la activación de PI3K/Akt y ERK1/2, inducidos por deficiencia de PGRN. En conclusión, los resultados de esta tesis aportan algunas claves para el esclarecimiento de la patogénesis de la DLFT-TDP. La identificación de posibles dianas terapéuticas permite considerar a las células GRN KD un modelo celular útil para la evaluación preclínica de nuevos tratamientos para esta enfermedad.