Intervención sobre la señalización de receptores extrasinápticos y sinápticos de N-metil-Daspartato en la muerte neuronal excitotóxica

Abstract

[spa] La activación patológica de los receptores N-Metil-D-Aspartato (NMDARs), con la consiguiente desregulación del calcio intracelular, constituye la primera causa de muerte neuronal inducida por la isquemia (Arundine and Tymianski, 2004). Sin embargo, la actividad normal de estos receptores es crucial para la supervivencia y correcta funcionalidad de las neuronas. Lo que determina si la actividad de los NMDARs es neuroprotectora o inductora de muerte excitotóxica es la magnitud de la activación y la localización de los receptores (Hardingham, 2006a; Hardingham, 2006b; Zhou et al., 2015b). Estímulos de baja intensidad (fisiológicos) activan NMDARs sinápticos, compuestos principalmente por la subunidad NR2A, mientras que estímulos de elevada intensidad (patológicos) activan NMDARs extrasinápticos, mayoritariamente formados por NR2B (Tovar and Westbrook, 1999, Hardingham et al., 2002, Vizi et al., 2013). Si bien recientemente ha suscitado cierta discusión (Zhou et al., 2015b), la hipótesis más aceptada actualmente es que los NMDARs sinápticos y extrasinápticos presentan efectos opuestos; la entrada de calcio a través de NMDARs sinápticos dispara cambios transcripcionales que median neuroprotección mientras que los extrasinápticos activan la cascada excitotóxica (Hardingham and Bading, 2002). En este sentido, se ha demostrado que la activación de NMDARs sinápticos promueve la actividad de CREB mientras que la activación de extrasinápticos inactiva la señal de CREB induciendo la rápida defosforilación de este factor de supervivencia celular (Hardingham et al., 2002) (Chen et al., 2008, Hardingham and Bading, 2010). En este trabajo, debido a la importancia de estos receptores en la fisiopatología de la isquemia cerebral, nos hemos centrado en la intervención sobre los NMDARs, promoviendo en primer lugar la intervención específica sobre los receptores de NMDA sinápticos y su señalización a CREB. En segundo lugar, hemos centrado la segunda parte del estudio en la identificación de moléculas efectoras que actúen por debajo de los NMDARs extrasinápticos y que constituyan dianas potenciales sobre las que actuar para intervenir en la vía de señalización de muerte disparada por estos receptores. Hemos determinado que la activación de NMDARs sinápticos tras un evento isquémico es neuroprotector mediante la activación de CREB y que el tratamiento con estatinas en la fase de reperfusión activa CREB y protege específicamente un subtipo neuronal específico. Por otro lado, mediante una aproximación proteómica, hemos identificado cuatro posibles candidatos que parecen jugar un papel importante en la señalización a muerte neuronal de los NMDARs extrasinápticos.

[eng] The pathologic activation of N-Methyl-D-Aspartate receptors (NMDARs) and the subsequent increment of intracellular calcium constitute the fist cause of neuronal death induced by cerebral ischemia (Arundine and Tymianski, 2004). However, the physiologic activity of these receptors is crucial for the survival and funcionality of neurons. The magnitude of activation and the location of the NMDARs determine the effect of this activation on neuroprotection or excitotoxicity (Hardingham, 2006a; Hardingham, 2006b; Zhou et al., 2015b). Low intensity stimulous (physiologic) lead to the activation of synaptic NMDARs, composed mainly by the NR2A subunit, whereas high intensity stimulous (pathologic) lead to the activation of extrasynaptic NMDARs, composed mainly by the NR2B subunit (Tovar and Westbrook, 1999; Hardingham et al., 2002; Vizi et al., 2013). The most accepted hypothesis is that synaptic and extrasynaptic NMDARs have opposite effects; the entry of calcium by synaptic NMDARs triggers transcriptional changes that lead to neuroprotection while the entry of calcium by extrasynaptic NMDARs leads to the activation of the excitotoxic cascade (Hardingham and Bading, 2002). In this sense, it has been demonstrated that synaptic NMDARs activation promote CREB activity whereas the extrasynaptic NMDARs activation inactivates CREB inducing a fast defosforilation of this survival factor (Hardingham et al., 2002; Chen et al., 2008; Hardingham and Bading, 2010). In the present study we have focused on the intervention on NMDARs, promoting firstly the activation of synaptic NMDARs and its CREB signalling. In second place, we have focused on the identification of extrasynaptic NMDARs effectors that could constitute potential targets of intervention on the death signaling triggered by these receptors. We have determine that the synaptic NMDARs activation after an ischemic event is neuroprotective by CREB activation and that statin treatment during reperfusion activates CREB and protects specifically GABAergic neurons. In addition, using a proteomic approach, we have identified four posible targets that seem to play an impotant role on the neuronal death induced by extrasynaptic NMDARs.