Endokannabinoide sistemaren parte-hartzea arratoien garuntxoaren jaio osteko garapenean

Abstract

Endokannabinoide-sistema (EKS) zelulen arteko komunikazio-sistema fisiologiko neuromodulatzaile garrantzitsuenetako bat da, eta helduaroan beraren funtzio ezagunena neurotransmisoreen doikuntza da. Azken urteotako ikerketek, aldiz, funtzio garrantzitsu horrez gain, garapen-prozesuetan ere parte-hartze handia duela erakutsi dute. Izan ere, zenbait artikuluk burmuinaren arauzko enbrioi-garapenerako EKSren beharra agerian utzi dute. Enbrioi-aroko ikerketek muga metodologiko handiak dituzte, eta orain arteko ikerketa gehienak hazkuntza zelularretan egin dira. Halere, burmuineko garuntxoaren kortexean, EKSren adierazpena handia da, eta jaio osteko garapen-prozesu guztiak biltzen ditu: pikor-zelulen morfogenesia, hain zuzen ere. Lan honetan, ultraegitura mailan, EKSren zenbait osagairen kokapena aztertu da; pikor-neuronen garapenaren faseetan baita helduaroan ere. CB1 kannabinoideen hartzailea, eta 2-arakidonil-glizerol (2-AG) endokannabinoidea sintetizatzen eta degradatzen dituzten entzimak —diazilglizerol lipasa (DAGL-α) eta monoazilglizerol lipasa (MAGL), hurrenez hurren— batera ageri dira hazkuntza- eta migrazio-prozesuetan dauden zuntz paraleloen axoietan jaio osteko garapen goiztiarrean. Konkretuki, CB1 eta DAGL-α zuntz paraleloen mintzean kokatzen dira, eta MAGL, mintzean ez ezik, zitoplasman ere adierazten da. Jaio osteko 12. egunean, zuntz paraleloek Purkinje neuronen arantza dendritikoekin kontaktu sinaptikoak ezartzen dituztenean, CB1 eta MAGL zuntz horien bukaera sinaptikoan mantenduko dira. CB1 bukaera sinaptiko horien mintzean kokatzen da, eta MAGL, aldiz, mintzaren hurrentasunean ez ezik, zitoplasman ere adierazten da. DAGL-α, zuntz paraleloen bukaera sinaptikotik desagertuko da, eta alde postsinaptikoan adieraziko da —hots, Purkinje neuronen arantza den- dritikoetan—. EKSn aztertutako 3 osagai horiek batera ageri dira zuntz paraleloetan garapenean zehar, kontaktu sinaptikoak ezarri arte. Horrela, zuntz horiek helduaren ezaugarriak lortzen dituztenean, hartzailea eta degradazio-entzima zuntz paraleloen bukaera sinaptikoan mantenduko dira. Sintesi-entzima, aldiz, axoi-profil horietatik desagertuko da, eta elementu postsinaptikoan adierazten hasiko da —hots, Purkinje neuronen arantza dendritikoetan—. Modu horretan, aztertutako aldi bakoitzean, EKSko osagaien kokapen espezifikoa bistaratu zen. Lortutako emaitzek EKS moldakorra dela eta funtzio desberdinetara egoki daitekeela iradokitzen dute, bere jarduna modu desberdinetan betez. Testuinguru horretan, garuntxoaren garapenean EKSren osagaien kokapen zehatza eta izaera identifikatzea alderdi kritikoa da, haurdun dauden emakumeen eta baita nerabeen kalamu-kontsumoak garunean egitura, funtzio eta portaera mailan eragiten dituen aldaketak ulertzeko. Horrez gain, jakintza hori terapeutikoki erabil daiteke, endokannabinoideen manipulazioak aplikazio klinikoak izan baititzake jaio osteko garapenean eta haurtzaroan gertatzen diren nerbio-sistemako gaixotasunen tratamenduan.; The endocannabinoid system (ECS) is widely distributed throughout the or-ganism. This system influences brain development and suppresses neurotransmitter re-lease in the mature brain, thus contributing to brain circuit formation and neural com-munication. Because of methodological limitations, most investigations focused on the study of the embryo development have been carried out in cell culture. In the central nervous system, the ECS is highly expressed in the cerebellar cortex where it plays a crucial role in the postnatal development of the granule cells. However, little is known about how the precise localization of the components of the ECS takes place during the early postnatal development, which is needed for the correct wiring of the cerebellar circuits. In this study, we used high resolution immunoelectron microscopy to investi-gate the subcellular localization of the cannabinoid CB1 receptor and the main enzymes for the synthesis and degradation of the endocannabinoid 2-arachidonoyl-glycerol (2-AG), diacylglycerol lipase (DAGL-α) and monoacylglycerol lipase (MAGL), re-spectively, in the granule cells during the early postnatal development of the cerebel-lum. The CB1 receptor, DAGL-α and MAGL were localized at the granule cell axons, the parallel fibers, during granule cell migration and axon elongation occurring at early postnatal age. Moreover, CB1 receptor and DAGL-α immunoparticles were placed in the parallel fiber membranes, while MAGL labeling was at the parallel fiber mem-branes and cytoplasm. At postnatal day 12, when parallel fibers make already synapses with the Purkinje cell dendritic spines, the CB1 receptor exhibited the typical presynap-tic localization in parallel fiber terminal membranes, and MAGL was close to the membrane and in the cytoplasm of the parallel fiber terminals. However, DAGL-α was excluded from the parallel fiber terminals but it was expressed at postsynaptic sites. Al-together, the expression of CB1 receptors, DAGL-α, and MAGL in the granule cell parallel fibers starts at early stages of the postnatal development. Later on, the CB receptors and MAGL remain in the mature parallel fiber synapses, while DAGL-α disap-pears from them and switches to the postsynaptic dendritic spines of the Purkinje cells. These structural changes correlate with the functions in which the ECS is involved dur-ing postnatal development. Hence, the identification of the specific localization of the components of the ECS in the developing cerebellum is crucial for understanding the structural, functional and behavioral changes taking place in the brain by cannabis con-sume. Furthermore, this knowledge could be exploited therapeutically as the ECS ma-nipulation might have potential clinical applications in the treatment of brain diseases caused by abnormal development of the brain.