Estudio in vivo del sistema ubiquitina proteasoma en modelos animales de la enfermedad de Huntington

Resumen

Una de las principales marcas histopatológicas de la enfermedad de Huntington (EH) es la presencia de agregados proteicos intraneuronales, denominados cuerpos de inclusión (CI), que se detectan con anticuerpos que reconocen la ubiquitina y distintas subunidades del proteasoma. Esto, junto con el hecho de que mutaciones en componentes del sistema Ubiquitina Proteasoma (UPS) dan lugar a distintas enfermedades neurodegenerativas, hace que el UPS sea un buen candidato para encontrarse afectado en la EH y contribuir a su patogénesis. Hasta la fecha, se han realizado múltiples estudios utilizando diferentes abordajes experimentales con la intención de esclarecer esta hipótesis, sin embargo, ninguno de ellos ha obtenido resultados lo suficientemente claros como para poner fin a la controversia existente al respecto (Ortega et al., 2007). El objetivo de esta tesis consiste en explorar la posible inhibición del UPS in vivo en distintos modelos de ratón de la EH (HD94, R6/1 y R6/2) combinados con ratones que expresan GFP modificada con un degrón (Ub-GFP) como reportero de la actividad del UPS, el cual se acumula en la célula en presencia de inhibición del UPS. El análisis del St de estos ratones no mostró acumulación de la proteína reportera tanto a edades sintomáticas como a edades muy avanzadas en las que ya había tenido lugar la inhibición del UPS debido a la edad, confirmando así la ausencia de inhibición del UPS en modelos animales de la EH. Además, gracias a la posibilidad de controlar la expresión del transgén de la huntingtina mutada (htt*) que ofrece el ratón HD94, también se analizó el St de estos ratones combinados con los ratones que expresan Ub-GFP a los 2 meses de edad, después de 1 a 16 semanas de expresión aguda de htt*, detectándose por primera vez in vivo acumulación, aunque de forma transitoria, de la proteína reportera durante las primeras 4 semanas de expresión de htt*. Aunque en un principio se propuso la muerte celular de las neuronas que estaban acumulando la proteína reportera como el mecanismo responsable de la naturaleza transitoria de dicha acumulación, un análisis más exhaustivo realizado en cultivos primarios de neuronas corticales y estriatales de ratones wild type cotransfectadas con poliQs patogénicas y la construcción reportera, demostró que no era la muerte celular sino la formación de CIs el mecanismo responsable de la naturaleza transitoria de la acumulación de la proteína reportera. Estos resultados confirman la naturaleza beneficiosa de los CIs, poniendo fin a la controversia existente hasta el momento, y apuntan hacia las especies intermedias de agregación como las formas patogénicas de la enfermedad. Esta hipótesis se confirmó cuando el tratamiento con compuestos que previenen la agregación de la htt* y la formación de cuerpos de inclusión, tanto en los cultivos primarios cotransfectados como in vivo en los ratones HD94 y R6/1 combinados con ratones que expresan Ub-GFP, previno la recuperación de la actividad del UPS manteniéndose la acumulación de la proteína reportera en vez de desaparecer con el tiempo. Estos resultados reconcilian los datos obtenidos en modelos celulares de la EH, que defienden la existencia de inhibición del UPS, con los obtenidos en los modelos animales de la EH en los que dicha inhibición del UPS no está presente. Además, demuestran que la htt* tiene la capacidad de inhibir el UPS in vivo aunque sólo de forma transitoria ya que la formación de CIs protege de esta inhibición.