Artículo de revista
The Selective Loss of Purkinje Cells Induces Specific Peripheral Immune Alterations
La pérdida selectiva de células de Purkinje induce alteraciones inmunitarias periféricas específicas
Registro en:
1662-5102
10.3389/fncel.2021.773696
XO1BU
3491691+
WOS:000729929400001
Autor
del Pilar, Carlos
Lebron-Galan, Rafael
Perez-Martin, Ester
Perez-Revuelta, Laura
avila-Zarza, Carmelo Antonio
Alonso, Jose Ramon
Clemente, Diego
Weruaga, Eduardo
Diaz, David
Institución
Resumen
The progression of neurodegenerative diseases is reciprocally associated with impairments in peripheral immune responses. We investigated different contexts of selective neurodegeneration to identify specific alterations of peripheral immune cells and, at the same time, discover potential biomarkers associated to this pathological condition. Consequently, a model of human cerebellar degeneration and ataxia -the Purkinje Cell Degeneration (PCD) mouse- has been employed, as it allows the study of different processes of selective neuronal death in the same animal, i.e. Purkinje cells in the cerebellum and mitral cells in the olfactory bulb. Infiltrated leukocytes were studied in both brain areas and compared with those from other standardized neuroinflammatory models obtained by administering either gamma radiation or lipopolysaccharide. Moreover, both myeloid and lymphoid splenic populations were analyzed by flow cytometry, focusing on markers of functional maturity and antigen presentation. The severity and type of neural damage and inflammation affected immune cell infiltration. Leukocytes were more numerous in the cerebellum of PCD mice, being located predominantly within those cerebellar layers mostly affected by neurodegeneration, in a completely different manner than the typical models of induced neuroinflammation. Furthermore, the milder degeneration of the olfactory bulb did not foster leukocyte attraction. Concerning the splenic analysis, in PCD mice we found: (1) a decreased percentage of several myeloid cell subsets, and (2) a reduced mean fluorescence intensity in those myeloid markers related to both antigen presentation and functional maturity. In conclusion, the selective degeneration of Purkinje cells triggers a specific effect on peripheral immune cells, fostering both attraction and functional changes. This fact endorses the employment of peripheral immune cell populations as concrete biomarkers for monitoring different neuronal death processes. La progresión de las enfermedades neurodegenerativas se asocia recíprocamente con alteraciones en las respuestas inmunitarias periféricas. Investigamos diferentes contextos de neurodegeneración selectiva para identificar alteraciones específicas de células inmunes periféricas y, al mismo tiempo, descubrir potenciales biomarcadores asociados a esta condición patológica. Por ello, se ha empleado un modelo de degeneración y ataxia cerebelosa humana -el ratón Degeneración de Células de Purkinje (PCD)-, ya que permite estudiar diferentes procesos de muerte neuronal selectiva en un mismo animal, es decir, células de Purkinje en el cerebelo y mitral. células del bulbo olfatorio. Los leucocitos infiltrados se estudiaron en ambas áreas del cerebro y se compararon con los de otros modelos neuroinflamatorios estandarizados obtenidos mediante la administración de radiación gamma o lipopolisacárido. Además, las poblaciones esplénicas tanto mieloides como linfoides se analizaron mediante citometría de flujo, centrándose en los marcadores de madurez funcional y presentación de antígenos. La gravedad y el tipo de daño neuronal e inflamación afectaron la infiltración de células inmunitarias. Los leucocitos fueron más numerosos en el cerebelo de los ratones PCD, y se ubicaron predominantemente dentro de las capas del cerebelo más afectadas por la neurodegeneración, de una manera completamente diferente a los modelos típicos de neuroinflamación inducida. Además, la degeneración más leve del bulbo olfatorio no fomentó la atracción de leucocitos. Con respecto al análisis esplénico, en ratones PCD encontramos: (1) un porcentaje reducido de varios subconjuntos de células mieloides y (2) una intensidad de fluorescencia media reducida en aquellos marcadores mieloides relacionados con la presentación del antígeno y la madurez funcional. En conclusión, la degeneración selectiva de las células de Purkinje desencadena un efecto específico sobre las células inmunitarias periféricas, favoreciendo tanto la atracción como los cambios funcionales. Este hecho avala el empleo de poblaciones de células inmunes periféricas como biomarcadores concretos para monitorizar diferentes procesos de muerte neuronal.