Study of extracellular matrix and water channels in bovine spongiform encephalopathy

Resumen

La matriu extracel·lular (MEC) del sistema nerviós central (SNC) es troba dispersa al neuròpil o formant agregats al voltant de les neurones, anomenats xarxes perineuronals (PNN). La MEC conté proteoglicans de tipus condroitin sulfat (CSPG), àcid hialurònic (AH) i tenascina-R. També es poden trobar proteoglicans de tipus heparan sulfat (HSPG) secretats a la MEC o formant part de la membrana cel·lular. Les aquaporines (AQP) són una família de proteïnes transmembrana que actuen com a canals d'aigua. L'AQP1 i l'AQP4 s'expressen àmpliament al SNC on tenen diverses funcions. Malgrat la importància de totes aquestes molècules, la seva distribució al SNC del ratolí només s'ha descrit parcialment. La distribució histoquímica de les PNNs, l'agrecà, l'AH, els HSPG i l'AQP4 es van valorar semiquantitativament al SNC del ratolí. Els resultats van demostrar que l'agrecà, l'AH i els HSPG tenen una distribució perineuronal, mentre que l'AQP4 té una distribució heterogènia al neuròpil del SNC. Es va observar una correlació inversa entre l'AQP4 i els components de la MEC, suggerint que poden tenir un paper complementari en el manteniment de la homeòstasi de l'aigua. L'AQP4 i els HSPG van presentar una localització comú al neuròpil del SNC. La MEC i les AQPs es van estudiar a la encefalopatia espongiforme bovina (EEB) i a la tremolor ovina. Ambdues malalties pertanyen al grup de les encefalopaties espongiformes transmissibles (EET) o malalties priòniques, les quals es caracteritzen per l'acumulació de proteïna prió resistent (PrPres) al SNC, pèrdua neuronal, degeneració espongiforme i proliferació de cèl·lules glials. L'estudi de la MEC es va desenvolupar en la línia de ratolí transgènic boTg110 infectat intracranialment amb EEB; i en el ratolins C57Bl6 infectats amb RML (una soca de tremolor ovina). En tots dos casos es va observar una alteració molt marcada de la MEC a l'estadi final de les dues malalties. L'AQP1 i l'AQP4 es van estudiar al ratolí boTg110 per immunohistoquímica, i casos naturals d'EEB per immunohistoquímica i western blot. Les dues AQPs estaven sobreexpressades a la membrana dels astròcits a l'estadi terminal de la malaltia en el cas dels ratolins, i en vaques pre-clíniques. Els canvis de la MEC i la sobreexpressió de les AQPs es va correlacionar amb l'acumulació de PrPres, i l'activació de les cèl·lules glials. Per això es va concloure que les alteracions a la MEC, l'AQP1 i l'AQP4 eren conseqüència de l'activació de les cèl·lules glials induïda per la PrPres, i tots aquests canvis podrien produir desequilibris en els iòns i l'aigua al SNC i contribuir a l'aparició de les lesions típiques de les EETs.