Modulación de la señal de calcio y los receptores de IP3 en neuronas de hipocampo envejecidas in vitro y tratadas con oligómeros del péptido amiloide

Abstract

El envejecimiento y las enfermedades neurodegenerativas asociadas al mismo son actualmente un reto social, debido a su incipiente aumento en los países desarrollados. Entre estas enfermedades destacamos la enfermedad de Alzheimer, cuya causa es desconocida pero relacionada con la acumulación del péptido Aβ1-42 y la formación de placas amiloides en el cerebro. Tanto el envejecimiento como la enfermedad de Alzheimer cursan con una desregulación de la homeostasis del Ca2+ que es un importante mecanismo de señalización en las células, incluyendo a las neuronas. Estudios anteriores del laboratorio determinaron que el envejecimiento neuronal está asociado al remodelado de la homeostasis del calcio intracelular, principalmente la pérdida o disminución de la entrada capacitativa de Ca2+ (SOCE), una vía de entrada de calcio implicada en los procesos de memoria y aprendizaje, y el aumento de la liberación de Ca2+ de los depósitos, un proceso implicado en la susceptibilidad a la muerte neuronal. Por ello nos hemos propuesto investigar si es posible revertir la pérdida de SOCE con MDEB, un agonista de dicha entrada recientemente descrito. Además, nos hemos planteado investigar el efecto del envejecimiento neuronal y los oligómeros del péptido amiloide, la principal neurotoxina en la enfermedad de Alzheimer, sobre la expresión y actividad de los receptores de IP3 responsables de la liberación de calcio de los depósitos. Para ello, se utilizaron cultivos primarios de neuronas de hipocampo de ratas neonatas que a tiempos cortos de cultivo semejan neuronas jóvenes y a tiempos largos tienen características de neuronas envejecidas. Las medidas de SOCE se llevaron a cabo mediante la monitorización del Ca2+ intracelular por imagen de fluorescencia. La expresión y actividad de los receptores de IP3 fueron evaluadas por inmunofluorescencia e imagen confocal en células cargadas con IP3 enjaulado o caged-IP3. Los resultados del estudio muestran que el potenciador MDEB aumenta la SOCE en neuronas de hipocampo jóvenes, pero no en las envejecidas. Esta falta de efecto podría deberse a la pérdida de ORAI1 durante el envejecimiento. Por otro lado, el envejecimiento y el tratamiento con los oligómeros del péptido Aβ1-42 producen cambios poco significativos en la expresión de las tres isoformas de los receptores de IP3. Sin embargo, el envejecimiento neuronal in vitro aumenta significativamente la liberación de Ca2+ inducida por IP3. Finalmente, el tratamiento con oligómeros del péptido amiloide también modificó significativamente la liberación de Ca2+ inducida por IP3. En conclusión, se requiere de otro tipo de agonistas independientes de ORAI1 para potenciar SOCE en el envejecimiento neuronal. Además, el envejecimiento y los oligómeros del péptido amiloide provocan cambios significativos en la actividad de los receptores de IP3 que podrían estar relacionados con la degeneración neuronal. Se requieren más estudios para determinar los cambios que ocurren, sus bases moleculares y su implicación en los procesos de pérdida cognitiva asociada al envejecimiento.