Correlación entre eventos tempranos de polaridad en la formación axonal

Abstract

La correcta función del sistema nervioso en organismos complejos, dependen de la existencia de un flujo direccional de la información y una correcta interacción entre las células neuronales, producto de la gran asimetría morfológica que presentan las neuronas. El desarrollo de una neurona polarizada típica con un único axón y varias dendritas ramificadas, requiere la acción de dos procesos coordinados, la especificación axonal temprana y el establecimiento de la polaridad neuronal que culmina con la formación de un axón. En este proceso de desarrollo intervienen tanto eventos intra como extracelulares. Ciertos fenómenos esenciales para el establecimiento de un axón, presentan una asimetría temprana en neuronas hipocampales morfológicamente no polarizadas (estadío 2 de desarrollo). Ejemplos de estos fenómenos son: la acumulación de los receptores del IGF- 1 activables en la membrana plasmática de un proceso menor (Sosa et al., 2006), el enriquecimiento de microtúbulos estables, rearreglo que se conserva en el axón (Witte et al., 2008). Así mismo también se observa un transporte selectivo del motor microtubular KIF5C, y una acumulación en la punta del proceso menor que se convertirá en el futuro axón (Jacobson et al., 2006). Sin embargo se desconocía hasta el momento si estos tres eventos eran fenómenos interdependientes o independientes para lo cual se diseñaron experimentos que permitieran evaluar esta posible correlación. En primer lugar, la acumulación temprana de microtúbulos más estables en una neurita direcciona el enriquecimiento de los RIGF- 1 en la membrana de esa neurita, ya que al modificar la estabilidad de los microtúbulos con diferentes drogas, se altera la localización en membrana de dicho receptor. Por otro lado la neurita que presenta una estabilización local de los microtúbulos es la misma neurita que acumula RIGF- 1 activables en la membrana. Por otro lado, el motor anterógrado KIF5C es esencial para el establecimiento de polaridad neuronal, ya que tras su silenciamiento génico con el uso de shRNA las neuronas hipocampales no son capaces de desarrollar un fenotipo polarizado. Además este motor axonal -que prefiere movilizarse por microtúbulos más estables- participa en el transporte polarizado de la SNARE sintaxiria 6, proteína necesaria para el anclaje de las vesículas precursoras de plasmalema (PPVs) conteniendo a los RIGF- 1. Estas vesículas son direccionadas preferencialmente hacia el proceso menor que se convertirá en el futuro axón. Este trabajo de tesis doctoral permitió demostrar que existe una interconexión entre los tres eventos descriptos anteriormente, esenciales para la formación de un axón y el establecimiento de polaridad neuronal.