BackEndocannabinoid modulation of astroglial cells in multiple sclerosis
Abstract
El objetivo global de esta Tesis Doctoral es ampliar el conocimiento actual sobre el papel del sistema endocannabinoide en la modulación de los astrocitos en la EM, con especial énfasis en los CB1Rs astrogliales. Nuestros objetivos específicos son los siguientes:Objetivo 1. Investigar posibles cambios en la señalización endocannabinoide en astrocitos y microglía en el contexto de su alteración fenotípica durante la EAE.Objetivo 2. Evaluar el acoplamiento funcional de los CB1Rs a la señalización de Ca2+ intracelular en los astrocitos activados en el contexto de la EAE utilizando enfoques complementarios in vivo e in vitro.Objetivo 3. Evaluar el fenotipo de los ratones mutantes condicionales que carecen de CB1Rs astrocíticos en el modelo EAE utilizando técnicas histológicas, moleculares y de imagen de Ca2+ in vivo.Nuestros resultados muestran que la activación de los astrocitos durante la EAE se asocia a alteraciones transcripcionales tempranas que afectan a numerosas moléculas relacionadas con la señalización endocannabinoide. Además, los astrocitos adquieren un fenotipo neurotóxico asociado a un perfil de expresión génica pro-inflamatorio que sugiere deficiencias en el mantenimiento y/o promoción de las sinapsis, así como en la capacidad de fagocítica de estas células durante el curso temporal de la EAE. En segundo lugar, nuestros resultados identifican los CB1Rs astrogliales como mediadores de los efectos del ¿9-THC sobre la dinámica de Ca2+ citosólico en astrocitos de la corteza somatosensorial del ratón in vivo y muestran una desregulación de la señalización de Ca2+ en estas células, tanto espontánea como en respuesta a estímulos, durante la progresión de la EAE. Por último, los ratones en los que los CB1Rs han sido específicamente eliminados en astrocitos presentan una reducción de la severidad de los síntomas motores y discapacidad neurológica durante el curso temporal de la EAE. A nivel histológico, estos animales exhiben menor área desmielinizada y número de lesiones desmielinizantes, junto con una menor infiltración de linfocitos T, un descenso en la reactividad astroglial y una reducción del daño neuroaxonal. Este fenotipo protector se acompaña de descensos en la expresión de genes relacionados con señales pro-inflamatorias, con la activación y el reclutamiento de linfocitos T y con el fenotipo astroglial neurotóxico A1, así como con aumentos en los niveles de marcadores sinápticos/neuronales. Finalmente, la deleción de CB1R astroglial se asocia a una menor desregulación de las dinámicas de Ca2+ astroglial durante la EAE. Por tanto, nuestros datos sugieren que los CB1Rs astrocíticos exacerban la discapacidad neurológica y la neuroinflamación durante la EAE, señalando un papel previamente desconocido del sistema endocannabinoide en la fisiopatología de la mielina.Las principales conclusiones de nuestro estudio son las siguientes:I. Los astrocitos incrementan la expresión de genes asociados al fenotipo neurotóxico durante la progresión de la EAE, apoyando así un papel patogénico de este subconjunto de astrocitos reactivos en la EM. Por otro lado, la microglía muestra un estado de polarización intermedio en cuanto a la expresión de genes inflamatorios durante la EAE.II. Los astrocitos y la microglía activados durante la desmielinización autoinmune muestran alteraciones transcripcionales específicas a nivel celular que afectan a las moléculas asociadas al sistema endocannabinoide y que sugieren una desregulación de este sistema de señalización en ambos tipos celulares en la EM.III. Los astrocitos corticales muestran déficits de señalización de Ca2+ espontánea y evocada por estímulos durante la EAE que se correlacionan en parte con la discapacidad neurológica.IV. Los astrocitos activados in vitro e in vivo muestran cambios en la expresión génica de moléculas relacionadas con la señalización de Ca2+, así como respuestas citosólicas de Ca2+ alteradas al glutamato y al ATP que pueden contribuir a los déficits de señalización de Ca2+ observados in vivo.V. La activación de los CB1Rs astrogliales provoca respuestas robustas de Ca2+ citosólico en astrocitos corticales in vivo que se encuentran disminuidas durante la EAE. En el contexto de estudios anteriores, estas observaciones sugieren déficits en la comunicación entre astrocitos y neuronas mediada por endocannabinoides que contribuirían a cambios en la comunicación sináptica en la EM.VI. La supresión genética de los CB1Rs en los astrocitos atenúa la severidad de la EAE y previene los déficits de señalización de Ca2+ asociados a la progresión de la enfermedad a través de mecanismos que pueden implicar la modulación del reclutamiento de células T y microglía/macrófagos y la conversión neurotóxica de los astrocitos.En conjunto, estos hallazgos amplían el conocimiento existente sobre los mecanismos que median los beneficios/efectos secundarios de los tratamientos cannabinoides en la EM y sientan las bases para futuras investigaciones dirigidas a desarrollar nuevos fármacos moduladores del sistema endocannabinoide más eficaces para tratar esta enfermedad neurológica.