Cambios fenotípicos en proteínas relacionadas con la sinapsis en el prosencéfalo del ratón modelo del Síndrome X Frágil

Abstract

El síndrome X-Frágil es la forma más común de discapacidad intelectual hereditaria afectando a 1 de cada 4 varones (Turner y cols., 1996). El gen afectado en este síndrome es el gen FMR1 y codifica para la proteína FMRP (Ashley y cols., 1993).

Los estudios en el cerebro anterior de ratones Fmr1-KO se han centrado mayoritariamente en alteraciones a nivel postsináptico que darían lugar a disfunciones en la plasticidad a largo plazo (Huber y cols., 2002)

Recientemente se ha encontrado una amplia variedad de ARNm regulado por FMRP que da lugar a proteínas localizadas en los terminales presinápticos (Darnell y cols., 2011). Esto sugiere que algunas de las principales anomalías neuronales atribuidas a la pérdida de FMRP podrían tener lugar a nivel presináptico.

Se estudió el cerebro anterior de ratones adultos WT y Fmr1-KO analizando una serie de marcadores neuronales, tales como las proteínas ligadoras de calcio calbindina, calretinina y parvalbúmina, y la sintasa del óxido nítrico como marcadores de neuronas GABAérgicas, y los transportadores vesiculares VGLUT1 y VGLUT2 como marcadores de neuronas glutamatérgicas.

También se ha analizado la CaMKIIα y la sinapsina 1 por ser proteínas implicadas en la liberación del neurotransmisor y por estar su traducción regulada por FMRP. Este estudio comparativo a nivel presináptico se ha realizado a lo largo del desarrollo postnatal hasta adultos.

Se ha encontrado un reducción muy significativa de calbindina en el tálamo dorsal de ratones machos Fmr1-KO y sugerimos que esta reducción es una característica propia de las neuronas del tálamo dorsal de los ratones machos Fmr1-KO.

Se ha observado un incremento significativo de la actividad de CaMKIIα y en la cantidad de proteína sinapsina 1 en el cerebro anterior de los ratones Fmr1-KO desde postnatales de 7 días hasta adulto, exceptuando los ejemplares P21.

La ausencia de FMRP en los terminales presinápticos de los ratones Fmr1-KO podría estar relacionada con un incremento en el calcio intracelular y como consecuencia una mayor liberación del neurotransmisor, siendo este déficit más acusado en las regiones donde se observó una disminución de calbindina.

Los desequilibrios en p-CaMKIIα y sinapsina 1 observados en los ejemplares Fmr1-KO a partir P7 podrían tener consecuencias en la sinaptogénesis y sobre la formación de unos correctos circuitos neuronales, y como consecuencia un funcionamiento anormal del sistema nervioso que podría explicar parte del fenotipo del síndrome X-Frágil.

BIBLIOGRAFÍA

Ashley CT Jr, Wilkinson KD, Reines D, Warren ST. 1993. FMR1 protein: conserved RNP family domains and selective RNA binding. Science. 262:563-6.

Darnell JC, Van Driesche SJ, Zhang C, Hung KY, Mele A, Fraser CE, Stone EF, Chen C, Fak JJ, Chi SW, Licatalosi DD, Richter JD, Darnell RB. 2011. FMRP stalls ribosomal translocation on mRNAs linked to synaptic function and autism. Cell. 146:247-61.

Huber KM, Gallagher SM, Warren ST, Bear MF. 2002. Altered synaptic plasticity in a mouse model of fragile X mental retardation. Proc Natl Acad Sci U S A. 99:7746-50.

Turner G, Webb T, Wake S, Robinson H. 1996. Prevalence of fragile X syndrome. Am J Med Genet. 64:196-7.