Estrés oxidativo en astrocitos corticales primarios durante el envejecimiento

Abstract

El envejecimiento es el proceso en el cual con el tiempo disminuye el funcionamiento óptimo fisiológico. Las neuronas son células de metabolismo principalmente oxidativo, y que, en junto a los astrocitos, puede contrarrestar las especies reactivas de oxígeno derivadas de esta actividad. Los astrocitos son un tipo celular de soporte neuronal, con vías antioxidantes que permiten mantener un tono REDOX adecuado. Hay evidencia de cambios en la expresión de proteínas antioxidantes en astrocitos envejecidos, pero estas investigaciones fallan en encontrar un modelo de estudio que represente de forma fidedigna el envejecimiento, dada la dificultad de cultivar astrocitos adultos. En este seminario de título, se estableció en el laboratorio un protocolo de cultivo primario de astrocitos corticales de ratones adultos jóvenes y viejos, con el cual se tiene un modelo que refleja de fidedignamente el envejecimiento. Por otro lado, a fin de entender la respuesta REDOX en astrocitos envejecidos, se integraron 4 transcriptomas de astrocitos de ratones envejecidos, enfocándose en la expresión de proteínas que cambien durante el envejecimiento y que estuviesen relacionadas con el metabolismo de especias reactivas de oxígeno (ROS). A través de enriquecimiento de Ontología de Genes, análisis de vías KEGG y redes STRING se encontró que existen cambios en vías de metabolismo de glucosa, inflamación y proliferación celular. También, al cruzar estos datos con la base de datos de oxidación del proteoma del ratón envejecido (Oximouse), se encontró que Ndufs1, es la proteína con mayor número de sitios con cambios en el porcentaje de oxidación, y que Prdx1, es la proteína que tiene el mayor cambio de porcentaje de oxidación, lo que puede cambiar la actividad de ambas. Esto muestra que en el envejecimiento hay cambios específicos en la expresión y modificación de proteínas del metabolismo de ROS, pudiendo alterar la homeostasis REDOX y fisiología de los astrocitos.

Aging is the process in which optimal fitness declines over time. Neurons are cells with a primarily oxidative metabolism and together with astrocytes, counteract the reactive oxygen species (ROS) by-products. Astrocytes are a cell type of neuronal support, with antioxidant pathways that contribute to maintaining neuronal REDOX tone. There is evidence of changes in the expression of antioxidant proteins in aged astrocytes, but these studies fail to find a study model that accurately represents aging, given the difficulty of culturing astrocytes from adult animals. In this seminar, a cortical astrocyte primary culture protocol from young and old adult mice was successfully established in our laboratory. Furthermore, to understand astrocyte’s REDOX metabolism in aging, we integrated 4 aged mouse transcriptomes, focusing on astrocyte’s aging expression changes related to the metabolism of reactive oxygen species (ROS). Through gene ontology enrichment. (GO enrichment), analysis of KEGG pathways and STRING networks, we found changes in glucose metabolism, inflammatory and cell proliferation pathways. Also, crossing these data with the database of cysteine oxidation of the mouse proteome during aging (Oximouse), revealed that Ndufs1, is the protein with most sites number with oxidation percentage changes during aging, and that Prdx1, is the protein with the greatest change in oxidation percentage in aging. This show that in aging, there is specific changes in the expression and modification of ROS metabolism related proteins, that could impair REDOX homeostasis and astrocyte physiology.