Experimental treatments for retinitis pigmentosa in animal modelstargeting insulin receptor, GSK-3 and Toll-like receptors

Resumen

La retinosis pigmentaria (RP) es una enfermedad rara causante de la mayoría de los casos de ceguera hereditaria. Es una enfermedad genéticamente heterogénea, para la cual no existe actualmente ningún tratamiento. Independientemente de la mutación subyacente, todos los casos de RP presentan muerte de los fotorreceptores e inflamación de la retina. En esta tesis hemos estudiado tres posibles estrategias terapéuticas, independientes del tipo de mutación, para el tratamiento de la RP. El receptor de insulina (IR) es un importante controlador metabólico, pero también regula la supervivencia neuronal y la actividad sináptica. En esta tesis relacionamos también la disminución de la señalización del IR con la RP. En condiciones fisiológicas, el IR se expresa en todas las capas de la retina, pero su expresión está enriquecida en las fibras de las células horizontales y ganglionares. En el modelo murino de RP rd10, el receptor de insulina y su efector fosfo-S6 estaban selectivamente disminuidos en las células horizontales. En paralelo, observamos sinapsis aberrantes entre los bastones y las células horizontales y bipolares. Sin embargo, mediante una terapia génica que inducía la producción de proinsulina restauramos la señalización del receptor de insulina en las células horizontales del rd10, aumentando la fosforilación de la proteína S6. Además, se preservaba el número de fotorreceptores y sus conexiones sinápticas. Estos resultados abren una nueva línea de investigación dirigida a preservar la sinapsis de los bastones y apoyan el uso de la proinsulina como potencial terapia en la RP. GSK-3 es una enzima multifuncional siendo una de sus funciones regular el balance inflamatorio, por lo que tiene potencial terapéutico en enfermedades con un componente inflamatorio. En esta tesis observamos que la expresión de GSK-3beta no cambiaba durante la degeneración del rd10. Sin embargo, los niveles de pGSK-3betaSer9 y de su regulador pAKTSer473 aumentaban en las retinas rd10 en comparación con las silvestres. La administración in vivo del inhibidor de GSK-3 VP3.15, permitió retrasar la perdida de los fotorreceptores y de los segmentos externos de conos y bastones. Estos resultados son una prueba de concepto del potencial terapéutico de VP3.15 en la RP. Los receptores tipo Toll (TLRs), además de participar en la defensa contra patógenos, responden al daño celular y tisular. Su activación ha sido asociada a los procesos inflamatorios involucrados en la neurodegeneración. Aquí mostramos que la expresión de los Tlr1-9 y sus adaptadores estaba aumentada en los ratones rd10 y por lo menos Tlr2 y Tlr4 en el modelo de RP P23H. La haploinsuficiencia para Tlr4 aceleraba la pérdida de función visual en rd10, correlacionándose con una peor preservación de la integridad de los fotorreceptores. Este fenotipo se agravaba por la total deleción de Tlr4, en los ratones rd10 y P23H. El análisis de la microglia en el ratón rd10, mostró un aumento de la microglia fagocítica y una disminución de la homeostática, en las capas de los fotorreceptores después de la total deleción de Tlr4. Por el contrario, la deleción de un solo alelo de Tlr2 no alteraba el curso de la RP en el ratón rd10. Sin embargo, su completa deleción extendía la función visual en rd10 y P23H. Estos resultados sugieren que TLR4 tiene un papel protector en la RP, y que la inhibición de TLR2 podría ser una potencial diana terapéutica en la enfermedad. En resumen, en esta tesis concluimos que la administración de proinsulina o del inhibidor de GSK 3 VP3.15 pueden ser potenciales abordajes terapéuticos para la RP. Además, hemos observado que la expresión local del IR y su señalización están alterados en la RP, pudiendo participar en la pérdida de la función y la estructura de la retina propias de la enfermedad. Además, mostramos que los TLRs tienen un papel dual en la progresión de la RP: TLR4 tiene un papel protector, mientras que TLR2 es perjudicial.