Implicación de la pkcepsilon en la activación de astrocitos

Resumen

El mantenimiento de la homeostasis cerebral depende de los astrocitos. Este tipo de célula glial lleva a cabo múltiples funciones, que oscilan desde el soporte estructural y trófico de la neurona hasta la modulación de la actividad sináptica. Además, junto con la microglía, los astrocitos se encargan de organizar la respuesta inflamatoria cerebral, de la que depende la supervivencia neuronal en el síndrome de Parkinson, la enfermedad de Alzheimer, la isquemia, la esclerosis múltiple y otras muchas neuropatologías. El astrocito es sensible a gran número de estímulos, de forma que muchos factores proinflamatorios pueden inducir su activación a múltiples niveles (astrogliosis). Esta activación lleva asociada una típica transformación morfológica caracterizada por la emisión de prolongaciones, entre otros muchos cambios. Entre ellos se incluyen adaptaciones en el metabolismo energético, la secreción de citoquinas y la captación y liberación de gliotransmisores. Si se considera que la activación astrocitaria puede tener efectos tanto beneficiosos como deletéreos sobre la supervivencia neuronal, la necesidad de esclarecer las rutas intracelulares implicadas es evidente. Por otra parte, la proteína quinasa C épsilon (PKC¿) es un enzima que regula múltiples procesos de señalización. Está implicada en activación de rutas proinflamatorias en células del sistema inmunitario, y puede inducir cambios en la morfología en diversos tipos celulares. Además, puede modular la señalización intracelular dependiente de Ca2+ Por tanto, se trata de un enzima con posibilidades de intervenir en la regulación de la activación astrocitaria a diferentes niveles. La hipótesis de partida en este trabajo es que PKC¿ participa en la inducción de astrogliosis, y el modelo experimental utilizado es el cultivo primario de astrocitos combinado con infecciones adenovirales para alterar la expresión y el nivel de activación de PKC¿. Inicialmente observamos que los astrocitos adoptan una morfología estrellada en respuesta a la activación de esta quinasa. Además, encontramos que PKC¿ regula el cambio morfológico producido por estímulos inflamatorios como el lipopolisacárido bacteriano. También observamos que los cambios estructurales producidos por la expresión de PKC¿ constitutivamente activa en el astrocito son debidos a múltiples efectos sobre el citoesqueleto. Por una parte, la acción de PKC¿ disuelve las fibras de estrés a través de mecanismos que requieren la inhibición de RhoA. Por otra parte, encontramos que también induce la polimerización de nuevas fibras de actina, tubulina y filamentos intermedios; así como la fosforilación tanto de la cadena ligera de la miosina como de miembros de la familia ERM relacionados con la formación de filopodios. Asimismo, obtuvimos evidencias de que estas alteraciones estructurales van asociadas a efectos sobre el Ca2+ astrocitario, puesto que PKC¿ aumenta la expresión de dos subunidades ¿1 de canales de calcio dependientes de voltaje (CCDVs). Los cambios de expresión de estos canales van ligados al incremento de corrientes de Ca2+ tipo L y P/Q, detectados mediante técnicas electrofisiológicas. Es significativo el hecho de que uno de los procesos en los que intervienen los CCDVs es la transformación morfológica inducida por PKC¿, que es impedida por bloqueantes de corrientes tipo L. Por lo tanto, considerando que la plasticidad funcional astrocitaria está fuertemente ligada a la señalización por Ca2+, PKC¿ tiene la posibilidad de mediar muchos otros procesos en estas células. Testamos si PKC¿ pudiera tener efectos pleiotrópicos en el astrocito a través de experimentos de proteómica, y efectivamente encontramos pruebas de que esta quinasa afecta la expresión de proteínas de gran diversidad funcional. Entre ellas detectamos chaperonas, enzimas metabólicas y proteínas relacionadas con el citoesqueleto. Las chaperonas ¿-B-cristalina, HSP60 y 14-3-3¿ identificadas aumentan en astrocitos que expresan PKC¿ activada, y son proteínas de estrés previamente descritas en el astrocito reactivo en situaciones de neuroinflamación. Destaca también, por su posible relación con el fenotipo estrellado, el control por PKC¿ de la proteína reguladora de la cadena ligera de la miosina 9 y la cadena ¿1 de la tropomiosina. Finalmente, hemos incluido un capítulo de evidencias adicionales, todavía no enviadas para su publicación, de que las consecuencias de la activación de PKC¿ en astrocitos son proinflamatorias. Se trata de la caracterización de la inducción de la expresión de mediadores inflamatorios como la ciclooxigenasa-2 y el factor nuclear kappa B (NF¿B) por sobreexpresión de PKC¿. Además, observamos que la inhibición de NF¿B impide el cambio morfológico dependiente de PKC¿, lo que implica a la vía mediada por este factor de transcripción en la activación del astrocito dependiente de PKC¿. En definitiva, el conjunto de resultados aportados en esta tesis indica que PKC¿ controla vías de señalización implicadas en la activación astrocitaria en respuesta a agentes inflamatorios, y abre la posibilidad de que la activación de PKC¿ en el astrocito afecte a la supervivencia neuronal en patologías neuroinflamatorias.