Efecto de las vesículas extracelulares pequeñas de astrocitos en modelos in vitro de envejecimiento cerebral

Zusammenfassung

El envejecimiento de la población humana es uno de los problemas primordiales a los que se enfrentan las sociedades desarrolladas. Concretamente, este envejecimiento poblacional conlleva una pérdida de la calidad de vida, una mayor predisposición a desarrollar ciertas patologías, y un coste social, estructural y económico sustancial. Así, para evitar estas consecuencias del envejecimiento, es necesario promover estrategias y desarrollar tratamientos que permitan alcanzar un envejecimiento saludable en las personas envejecidas. Por ello, este trabajo de investigación propone que las vesículas extracelulares pequeñas (sEVs) derivadas de astrocitos revierten las alteraciones del envejecimiento en células del sistema nervioso. Para comprobar esta hipótesis, este estudio propone varios objetivos, incluyendo la evaluación del efecto protector de estos sEVs astrogliales sobre varios procesos celulares alterados en el envejecimiento (muerte celular, alteraciones morfológicas, senescencia, disbalance redox, disfunción mitocondrial, alteración de la proteostasis, y disrupción de varios tipos de macroautofagia (mitofagia, agrefagia y lipofagia)) en tres modelos neurales de envejecimiento. Estos modelos son un modelo de envejecimiento neuronal por inhibición del proteasoma con epoxomicina (Epx) en cultivos primarios de neuronas de ratón y dos modelos de envejecimiento astroglial, uno también por inhibición del proteasoma con Epx, y otro por senescencia replicativa, ambos en cultivos primarios de astrocitos de rata. Además, esta investigación también se propone comprobar si el precursor de plasmalógenos hexadecilglicerol tiene efectos neuroprotectores para usarlo con el objetivo de enriquecer los sEVs de astrocitos en plasmalógenos y así aumentar su efecto neuroprotector. Con estos objetivos y, mediante distintas técnicas experimentales, primero se han comprobado las características de los sEVs astrogliales, así como las similitudes y diferencias entre ellos y los sEVs derivados de astrocitos pretratados con hexadecilglicerol (sEVHGs). Además, también se ha confirmado la existencia de un cierto efecto neuroprotector por parte del hexadecilglicerol en el modelo de envejecimiento neuronal. Por otro lado, también se ha verificado el efecto protector de estos sEVs contra las alteraciones celulares del envejecimiento estudiadas en los modelos de envejecimiento astroglial por inhibición del proteasoma y por senescencia replicativa. Asimismo, también se ha corroborado la existencia de un efecto protector por parte tanto de los sEVs como de los sEVHGs astrogliales contra las alteraciones celulares y moleculares presentes en el modelo de envejecimiento neuronal. Igualmente, se ha comprobado que las principales diferencias en el efecto protector de los sEVs y los sEVHGs astrogliales se producen en su efecto sobre los tipos de sustratos que se degradan por macroautofagia. De esta manera, esta tesis doctoral demuestra la eficacia del tratamiento con sEVs obtenidos de astrocitos para revertir procesos celulares alterados en el envejecimiento como alteraciones morfológicas, senescencia, disbalance redox, disfunción mitocondrial, alteración de la proteostasis y disrupción de la autofagia en modelos de envejecimiento neural de astrocitos y neuronas en cultivo. También se ha demostrado la posibilidad de modificar estos sEVs astrogliales para mejorar aún más sus capacidades protectoras contra el envejecimiento. Todo ello manifiesta la posibilidad de desarrollar y aplicar estos sEVs astrogliales, modificados o no, como un tratamiento para revertir las numerosas alteraciones celulares y moleculares consecuencia del envejecimiento a nivel cerebral, muchas de las cuales subyacen también en las enfermedades neurodegenerativas más prevalentes