Análisis proteico diferencial del colículo inferior en el modelo de epilepsia experimental GASH/Sal

Abstract

[ES] La epilepsia es un trastorno neurológico crónico caracterizado por una actividad neuronal anormal que surge de desequilibrios entre las sinapsis excitatorias e inhibitorias, que están altamente correlacionadas con cambios funcionales y estructurales en regiones específicas del cerebro. La diferencia entre el cerebro normal y el epiléptico puede albergar cambios genéticos, cambios en la expresión génica y/o alteraciones proteicas en el núcleo epileptógeno. Cada vez es más claro que tales diferencias contribuyen al desarrollo de los distintos fenotipos de epilepsia. Los principales desafíos en la investigación sobre epilepsia incluyen comprender la progresión de la enfermedad y aclarar las distintas manifestaciones de la epilepsia mediante la búsqueda de nuevos biomarcadores moleculares. En este sentido, la aplicación de técnicas moleculares para llevar realizar estudios exhaustivos sobre los ácidos nucleicos (DNA y RNA) y los niveles de proteínas es de suma importancia para dilucidar las desregulaciones moleculares en el cerebro epiléptico. El presente trabajo de basa en la diversidad de enfoques técnicos disponibles para estudiar alteraciones proteicas subyacentes a la epilepsia. La proteómica, con sus fortalezas y limitaciones, proporciona una valiosa información sobre los mecanismos moleculares subyacentes a la susceptibilidad a las convulsiones y a la regulación de la excitabilidad neuronal. Hemos focalizado el estudio en el análisis de los cambios proteicos existentes en el núcleo epileptógeno del modelo de epilepsia existente en la Universidad de Salamanca, el hámster con convulsiones audiógenas GASH/Sal. Los resultados podrían ser claves para determinar los mecanismos de susceptibilidad a las convulsiones y a la epileptogénesis, así como ofrecer pistas sobre potenciales dianas de nuevos agentes antiepilépticos. Los objetivos son los siguientes: Objetivos generales: Estudiar las diferencias proteicas en el núcleo desencadenante de las crisis epilépticas en el modelo GASH/Sal en relación con el hámster control, para determinar si esta característica diferencial es responsable de las crisis convulsivas. Contribuir a la estandarización del GASH/Sal como modelo de epilepsias reflejas, y así aumentar el conocimiento de la fisiopatología de esta enfermedad. Como objetivos específicos se han propuesto los siguientes: Objetivo 1: Analizar las diferencias proteicas del CI entre el hámster control y el GASH/Sal en condiciones basales. Objetivo 2: Encontrar anotaciones funcionales (GO) de los genes que las codifican y ver rutas metabólicas de las proteínas diferencialmente expresadas. Objetivo 3: Realizar análisis de interacción entre las proteínas analizadas Objetivo 4: Confirmar por análisis de expresión génica (RT-qPCR) las proteínas más significativas. Objetivo 5: Estudiar la implicación de las proteínas diferenciales en la epileptogénesis. Las conclusiones a las que se han llegado, a través de este estudio, han sido: Primera: Existen diferencias proteicas de base en el colículo inferior del modelo GASH/Sal en relación con los animales controles. Segunda: El colículo inferior del modelo GASH/Sal sobreexpresa proteínas que participan en el control de la neurotransmisión y la hiperactivación neuronal frente al estímulo, lo que pudiera explicar la susceptibilidad GASH/Sal a desencadenar crisis convulsivas. Tercera: Muchas de las proteínas diferencialmente expresadas están relacionadas con el metabolismo de los hidratos de carbono y el metabolismo energético. El transporte activo a través de la membrana axonal es imprescindible para mantener la homeostasis iónica en el interior de la célula, por lo que cambios en los niveles de proteínas que sintetizan ATP pueden alterar esa homeostasis. Cuarta: Varias proteínas del citoesqueleto aparece sobreexpresadas en condiciones basales en el núcleo epileptógeno del modelo GASH/Sal. Estos cambios pueden alterar la red de microtúbulos y el transporte de vesículas y receptores que necesitan ser anclados o transportados a la membrana, especialmente ante un proceso de hiperexcitabilidad, como el que sucede en las crisis audiógenas del GASH/Sal. Quinta: Se han encontrado niveles alterados de proteínas implicadas en el transporte de oxígeno en el cerebro del modelo GASH/Sal, lo que pudiera afectar a la disponibilidad de oxígeno en el tejido epileptógeno, y, por tanto, a la protección en condiciones de hipoxia o estrés oxidativo. Sexta: Existe una mayor cantidad de la proteína glutatión reductasa en el colículo inferior del modelo GASH/Sal, proteína implicada en múltiples cascadas regulatorias celulares. Este incremento puede ser relevante, ya que puede estar involucrado en el inicio o desarrollo de las crisis a través de daños en las rutas metabólicas y oxidativas, tal y como sucede en las epilepsias humanas. Séptima: Varias de las proteínas diferencialmente expresadas en el núcleo epileptógeno del GASH/Sal están codificadas por genes en los que se han descrito mutaciones asociadas a procesos convulsivos y a encefalopatía epiléptica.