Desarrollo del epéndimo y subepéndimo en modelos animales en condiciones normales y en la hidrocefalia congénita

Abstract

La presente Tesis Doctoral se ha diseñado para responder a las siguientes hipótesis: 1.- El programa de diferenciación de la zona ventricular que se afecta en el ratón hyh pone de manifiesto que la población celular que la constituye no se desarrolla de forma homogénea. 2.- Una afectación de las células del neuroepitelio ubicadas en la línea media telencefálica puede explicar la asociación de anomalías en la formación del cuerpo calloso con la hidrocefalia congénita. 3.- Los astrocitos reactivos que cubren las superficies que se han afectado y carecen de epéndimo pueden tener un efecto beneficioso, creando una nueva interfaz entre el líquido cefalorraquídeo ventricular y el parénquima nervioso.

Para investigarlas, se han diseñado los siguientes objetivos: 1.- Estudiar el proceso normal de maduración del epéndimo en el encéfalo de ratones normales y si puede correlacionarse con su afectación selectiva en los ratones hyh hidrocefálicos. 2.- Estudiar cómo un desarrollo anormal del neuroepitelio en el ratón hyh puede implicarse en la agenesia del cuerpo calloso, que tiene lugar comúnmente en la hidrocefalia congénita. 3.- Investigar si la reacción astrocitaria que sustituye la ausencia de epéndimo en los ratones hyh puede tener un efecto beneficioso y relacionado con la evolución de la hidrocefalia.

La metodología utilizada ha sido la siguiente: El desarrollo del epéndimo en ratones hyh y silvestres se investigó usando microscopía electrónica de barrido. Se ha estudiado y escrito el desarrollo de los cilios en la superficie ventricular como un indicador del estado de maduración de las células ependimarias. La formación de la reacción astrocitaria en los ratones hidrocefálicos hyh se investigó usando inmunofluorescencia/inmunohistoquímica. Se comparó la expresión del canal de agua acuaporina 4 en el epéndimo y en los astrocitos reactivos que forman la cicatriz glial presente en los ratones hyh. Usando diferentes anticuerpos contra TNFalfa y su receptor TNFalfaR1, se demostró que ambos son producidos por el epéndimo. Se cuantificaron los niveles de ARNm para el TNFalfa y TNFalfaR1 usando RT-PCR a tiempo real en el hipocampo y neocorteza de ratones hyh con hidrocefalia severa y compensada. Para el estudio de la agenesia del cuerpo calloso que se produce en los ratones hyh se han investigado las poblaciones implicadas en el cruce de la linea media telencefálica por parte de los axones callosales, mediante inmunohitoquímica/inmunofluorescencia. También se han marcado mediante hibridación in situ los somas de las neuronas callosales. Mediante cultivo organotípico se ha estudiado la elongación de los axones pioneros del cuerpo calloso.

Conclusiones: 1.- La desestrucutración de la zona ventricular en los ratones hyh tiene lugar en momentos en los cuales todavía no se ha diferenciado el epéndimo multiciliado. Este hecho puede explicar la afectación diferencial del epéndimo en distintos momentos del desarrollo. 2.- Un defecto específico en la diferenciación de la población celular de la glial wedge puede explicar la agenesia del cuerpo calloso, que comúnmente se asocia la hidrocefalia congénita. 3.- El epéndimo ausente en los ratones hyh hidrocefálicos es reemplazado por reacciones astrocitarias de diferentes grado según la superficie ventricular afectada. Tales astrocitos muestran características similares a las células ependimarias, con una mayor expresión del canal acuoso acuaporina 4, aunque de una forma no polarizada. 4.- En los ratones hyh con la hidrocefalia desarrollada, los astrocitos reactivos periventriculares, y no la microglía, producen TNFalfa y expresan su receptor TNFalfaR1. Existen unos altos niveles de TNFalfa y TNFalfaR1 relacionados con la gravedad de la hidrocefalia en los ratones hyh. El TNFalfa puede estar implicado en la regulación de la reacción astrocitaria.