Neuronetako eta mikrogliako proteinen sintesi lokalaren erregulazioa.

Abstract

La compartimentalización es clave para que células polarizadas como las neuronas y la glía mantengan dominios subcelulares estructural y funcionalmente definidos. Esta compartimentalización implica la distribución asimétrica del proteoma celular, en la cual el transporte de mRNAs y su traducción local en dominios subcelulares, conocido como síntesis local de proteínas, juega un papel importante. Se estima que el 50% del proteoma neuronal se genera a través de la traducción de mRNAs localizados, por ello, la desregulación de dicho mecanismo es perjudicial para las funciones neuronales, como se ha observado en algunas enfermedades neurodegenerativas.Las interacciones neurona-microglía son cruciales para el buen funcionamiento neuronal y modulan el proteoma que rige el comportamiento de las neuronas en diferentes contextos celulares. Dado que el proteoma subcelular puede regularse a través de la traducción local del mRNA, uno de nuestros objetivos ha sido determinar si la microglía afecta la síntesis local de proteínas en las neuritas tanto en condiciones fisiológicas como en la patología inducida por el péptido ß amiloide. Mediante el marcaje de proteínas sintetizadas de novo hemos observado que la presenciamicroglía regula la producción de proteínas neuríticas tanto mediante factores secretados al medio extracelular como mediante el contacto directo con las neuritas. Además, los estudios de perfiles proteómicos identificados por espectrometría de masas han corroborado estas observaciones y nos han permitido identificar proteínas reguladas por la presencia de la microglía tanto en condiciones basales como tras el tratamiento con Aß. Estos estudios apuntan a la importancia de la comunicación microglía-neurona en la función neuronal y su implicación en patologías del SNC.Por otro lado, dado que la síntesis local de proteínas no está restringida a las neuronas y estudios recientes han descrito este fenómeno en células gliales otro de nuestros objetivos ha sido determinar si este fenómeno se produce en los procesos periféricos microgliales y si juega un papel importante en mantener la función microglial. Mediante ensayos de puromicilación y co-localización proteína-RNA hemos observado la existencia de traducción local en procesos periféricos microgliales, como los lamelipodios y los filopodios, en respuesta a la inflamación. Además, ensayos de Puro-PLA e hibridación in situ revelaron la presencia de los tránscritos Actb y Par3, implicados en la polaridad celular, y su traducción localizada ante estímulos de inflamación y degeneración, sugiriendo la importancia de este mecanismo en el comportamiento de la microglía en contextos patológicos

Konpartimentalizazioa funtsezkoa da zelula polarizatuetan, hala nola, neuronetan eta glia zeluletan, egiturazko eta funtzionalki definitutako zelulaz azpiko eremuak izan ditzaten. Zatikatze horrek zelula proteomaren banaketa asimetrikoa eskatzen du, non mRNAak garraiatzeak eta horiek eremu subzelularretan tokian-tokian itzulpenak, proteinen tokiko sintesia deritzona, garrantzia handia duten. Neuronetan proteinen %50a mRNAen tokiko itzulpenaren bidez sortzen dela kalkulatzen da. Horregatik, mekanismo hori desarautzea kaltegarria izan daiteke funtzio neuronaletarako, neuroendekapenezko zenbait gaixotasunetan ikusi den bezala.Neurona-mikroglia elkarrekintzak funtsezkoak dira neuronen funtzionamendu egokirako, eta neuronen portaera zuzentzen duen proteoma modulatzen dute zenbait ingurune zelularretan. Proteoma subzelularra mRNA-aren tokiko itzulpenaren bidez erregulatu daitekeenez, gure helburuetako bat mikrogliak neuritetan ematen den proteinen tokiko sintesian eragina duen zehaztea izan da, bai baldintza fisiologikoetan, bai ß amiloide peptidoak eragindako patologian. De novo sintetizatutako proteinak markatuz, ikusi dugu mikrogliak proteina neuritikoen ekoizpena erregulatzen duela, bai zelulaz kanpoko ingurunera jariatutako faktoreen bidez, bai neuritekin kontaktu zuzena izanez. Gainera, masa-espektrometriaren bidez identifikatutako profil proteomikoen azterketek berretsi egin dituzte behaketa horiek, eta, horri esker, mikrogliaren presentziak erregulatutako proteinak identifikatu ahal izan ditugu, bai oinarrizko kondizioetan, bai Aß bidezko tratamenduaren ondoren. Azterketa horien arabera, garrantzi handia du mikroglia-neurona komunikazioak funtzio neuronalean eta NSZko patologietan duen inplikazioan.Bestalde, tokiko proteinen sintesia neuronetara mugatuta ez dagoenez eta duela gutxi egindako azterketek mekanismo hau zelula glialetan deskribatu dutenez, gure beste helburuetako bat fenomeno hori prozesu periferiko mikroglialetan gertatzen den, eta funtzio mikrogliala mantentzeko garrantzia duen zehaztea izan da. Puromizilazio eta proteina-RNA ko-lokalizazioa saiakuntzen bidez, itzulpen lokala behatu dugu mikrogliaren prozesu periferikoetan, hala nola, lamelipodioetan eta filopodioetan, hanturari erantzuteko. Horrez gain, PuroPLA eta in situ hibridazio probek polaritate zelularrean parte hartzen duten Actb eta Par3 mRNA-en presentzia eta itzulpen lokalizatua erakutsi dute, hantura- eta endekapen-estimuluen aurrean, mekanismo horrek testuinguru patologikoetan mikrogliak duen portaeran duen garrantzia iradokiz.