| dc.contributor | Cardona Gómez, Gloria Patricia | |
| dc.contributor | Posada Duque, Rafael Andrés | |
| dc.creator | Bedoya Guzmán, Ferley Alejandro | |
| dc.date | 2022-11-24T16:31:18Z | |
| dc.date | 2022-11-24T16:31:18Z | |
| dc.date | 2022 | |
| dc.date.accessioned | 2023-08-28T19:38:22Z | |
| dc.date.available | 2023-08-28T19:38:22Z | |
| dc.identifier | https://hdl.handle.net/10495/32267 | |
| dc.identifier.uri | https://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8465483 | |
| dc.description | RESUMEN: La homeostasis del sistema nervioso central se basa en la interacción de neuronas, astrocitos y endotelio, que, en conjunto, son el fundamento de la unidad neurovascular (UNV). Principalmente, el astrocito regula la interacción de componentes lipídicos dentro de la UNV, como el colesterol y los esfingolípidos, los cuales permiten el ensamblaje de compartimentos membranosos conocidos como balsas lipídicas, donde se favorece la sobreactividad de la enzima β-secretasa (BACE1) sobre la proteína precursora amiloide (APP), generando péptidos tóxicos que interrumpen la comunicación intercelular y propician un ambiente inflamatorio mediado principalmente por el astrocito, lo que es consecuente con la muerte neuronal y la demencia.
En un modelo de ratón triple transgénico de la enfermedad de Alzheimer (3xTg-AD), el silenciamiento de BACE1 recuperó el deterioro cognitivo asociado al restablecimiento del equilibrio lipídico. En neuronas primarias cultivadas bajo estrés por glutamato, este silenciamiento requirió la participación de la monosaturasa SCD1 para reducir marcadores de inflamación como la proteína Tau hiperfosforilada (p-Tau). En muestras de cerebro humano con diferentes tipos de demencia: vascular (CADASIL) y de tipo Alzheimer (familiar y esporádica) BACE1 y SCD1 estaban sobreexpresados. Además, el doble silenciamiento de estas dos enzimas en el hipocampo permitió recuperar la capacidad motora y de memoria espacial en un modelo in vivo de infarto cerebral.A partir de lo anterior, en el presente estudio hipotetizamos que el astrocito inhibido para BACE1 y SCD1, puede recuperar a neuronas y endotelio tras un evento tóxico por glutamato, cuyo mecanismo podría estar asociado a la modificación del perfil lipídico en la unidad neurovascular, abriendo una posibilidad al diseño de terapias en etapas tempranas de la enfermedad. En este sentido, el objetivo principal de nuestra investigación es: Determinar la relación de BACE1 y SCD1 sobre el perfil diferencial de fosfolípidos en Astrocitos, Neuronas y Endotelio.
Cómo aproximación metodológica, a partir de muestras de hipocampo, LCR y suero obtenidos de un modelo de infarto cerebral isquémico en ratas evaluado a nivel de aprendizaje, memoria y capacidad motora, realizamos un análisis de las diferencias en el perfil lipídico luego del silenciamiento de BACE1 y SCD1 a nivel hipocampal.
También, inhibimos BACE1 y SCD1 en astrocitos expuestos en cocultivos con endotelio y neuronas, sometidos a estrés por glutamato para inducir procesos de degeneración neural. Además, sobre estos cocultivos realizamos prueba colorimétrica de muerte celular por LDH, microscopía de fluorescencia para observar cambios morfológicos y cambios en el patrón de expresión de enzimas de interés; lo que fue complementado con el análisis por espectrometría de masas para identificar el perfil y composición de fosfolípidos en cada tipo celular.
Hemos observado que el doble silenciamiento de BACE1 y SCD1 en el modelo in vivo isquémico, induce un cambio significativo en el perfil lipídico de hipocampo, LCR y suero, en especial, en especies fosfolipídicas asociadas a ácido araquidónico. Los resultados obtenidos en suero, sugieren que la recuperación cognitiva de los animales bajo el evento isquémico y tras el doble silenciamiento, puede estar asociada a la degradación o no incorporación de ácidos grasos compuestos por derivados araquidónicos a la fosfatidil colina (PC) y al aumento de su producto metabólico lisofosfatidil colina (LPC) compuesto por ácido palmítico (16:0) y esteárico (18:0) en circulación.
Las neuronas y las células endoteliales afectadas bajo un evento tóxico por glutamato pueden recuperarse cuando se cocultivan con astrocitos inhibidos para BACE1 y SCD1, cuya explicación puede estar asociada a una relación inversa entre LPC/PC de manera diferencial entre astrocito, endotelio y neuronas, presentando una reducción de LPC en la neurona y a su aumento en las células astrocitarias y en las endoteliales. En conjunto, todo lo anterior sugiere a las enzimas BACE1 y SCD1en astrocitos como un blanco terapéutico que regula la homeostásis del parénquima cerebral que conlleva a cambios en la dinámica entre LPC y PC en el cerebro y en circulación | |
| dc.description | ABSTRACT: The homeostasis of the Central Nervous System (CNS) is based on the interaction of neurons, astrocytes and endothelium, which together, are the foundation of the Neurovascular Unit (NVU). Mainly, the astrocyte regulates the interaction of lipid components within the NVU, such as cholesterol and sphingolipids, wich allows the assembly of membranous comparments known as lipid rafts, where the overactivity of the enzyme β-secretase (BACE1) on the amyloid precursor protein (APP) is favored, generating toxic peptids that disrupt intercellular communication and propitiate an inflammatory environment mediated mainly by the astrocyte, wich is consequent with neuronal death and the dementia.
In a triple transgenic mouse model of Alzheimer's disease (3xTg-AD), BACE1 silencing recovered from cognitive impairment associated with restoration of lipid balance. In primary cultured neurons under glutamate stress, this silencing required the involvement of SCD1 monounsaturase to reduce markers of inflammation such as hyperphosphorylated Tau. In human brain samples with different types of dementia: vascular (CADASIL) and Alzheimer's type (familial and sporadic) BACE1 and SCD1 were overexpressed. Furthermore, hippocampal double silencing of these two enzymes resulted in the recovery of motor and spatial memory capacity in an in vivo cerebral infarction model.
Therefore, in the present study we hypothesize that the astrocyte inhibited for the BACE1 and SCD1, can recover neurons and endothelium after a toxic event by glutamate, whose mechanism could be explained by the modification of the lipid profile in the neurovascular unit and the decrease of the cellular origin of the inflammatory process. This opens a possibility for the design of therapies in early stages of the disease. In this sense, the main objective of our research is: To determine the relatioship of BACE1 and SCD1 on the differential profile of phospholipids in astrocytes, neurons and endothelium. As a methodological approach, using hippocampal, cerebrospinal fluid (CSF) and serum samples obtained from an ischemic stroke model in rats evaluated at the level of learning, memory and motor capacity, we performed an analysis of the differences in the lipid profile after silencing of BACE1 and SCD1 at the hippocampal level.
Also, we inhibited BACE1 and SCD1 in astrocytes exposed in cocultures with endothelium and neurons exposed to glutamate stress to induce neural degeneration processes. In addition, on these cocultures we performed LDH cytotoxicity assay, fluorescence microscopy to observe morphological and expression pattern changes of the enzymes of interest; which was complemented with the analysis by mass spectrometry to identify the phospholipid profile and composition of each cell type.
We have observed that the double silencing of BACE1 and SCD1 in the in vivo ischemic model induces a significant change in the lipid profile of the hippocampus, CSF and serum, especially in phospholipid species associated with arachidonic acid. The results obtained in serum suggest that the cognitive recovery of animals under the ischemic event and after double silencing may be associated with the degradation or non-incorporation of fatty acids composed of arachidonic derivates to phosphatidylcholine (PC) and the increase of its metabolic product lysophosphatidylcholine (LPC) composed of palmitic (16:0) and stearic (18:0) acid in blood circulation.
Neurons and endothelial cells affected under a toxic glutamate event can recover when cocultured with astrocytes inhibited for BACE1 and SCD1, whose explanation may be associated with an inverse relationship between LPC/PC in a differential manner among astrocytes, endothelium and neurons, presenting a reduction of LPC in the neuron and an increase in astrocytes and endothelial cells. Together, the above data suggest astrocyte BACE1 and SCD1 enzymes as therapeutic target that regulates brain parenchymal homeostasis producing changes in the dynamics between LPC and PC at the brain and circulation | |
| dc.format | 117 | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.language | spa | |
| dc.publisher | Grupo de Neurociencias de Antioquia | |
| dc.publisher | Medellín - Colombia | |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
| dc.rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/co/ | |
| dc.rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 | |
| dc.rights | https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ | |
| dc.subject | Ácidos grasos | |
| dc.subject | Fosfolípidos | |
| dc.subject | Isquemia cerebral | |
| dc.subject | Enfermedad de Alzheimer | |
| dc.subject | Demencia | |
| dc.subject | Ácido glutámico | |
| dc.subject | Fatty acids | |
| dc.subject | Phospholipids | |
| dc.subject | Brain ischemia | |
| dc.subject | Glutamic acid | |
| dc.subject | Alzheimer disease | |
| dc.subject | Dementia | |
| dc.subject | Unidad neurovascular | |
| dc.subject | BACE1 | |
| dc.subject | SCD1 | |
| dc.subject | https://id.nlm.nih.gov/mesh/D005227 | |
| dc.subject | https://id.nlm.nih.gov/mesh/D010743 | |
| dc.subject | https://id.nlm.nih.gov/mesh/D002545 | |
| dc.subject | https://id.nlm.nih.gov/mesh/D018698 | |
| dc.subject | https://id.nlm.nih.gov/mesh/D000544 | |
| dc.subject | https://id.nlm.nih.gov/mesh/D003704 | |
| dc.title | Influjo de factores convergentes (BACE1, SCD1) sobre la composición de ácidos grasos de fosfolípidos en eventos degenerativos por isquemia cerebral in vivo y toxicidad por glutamato in vitro | |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/masterThesis | |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/draft | |
| dc.type | http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc | |
| dc.type | https://purl.org/redcol/resource_type/TM | |
| dc.type | Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Maestría | |
