LA NEUROINFLAMACIÓN EN LA PATOGÉNESIS DE LA ENFERMEDAD DE ALZHEIMER

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1 LA NEUROINFLAMACIÓN EN LA PATOGÉNESIS DE LA ENFERMEDAD DE ALZHEIMER Dra. Rommy von Bernhardi M. (1) RESUMEN La Enfermedad de Alzheimer (EA) es la causa principal de demencia. Se postulan múltiples mecanimos fisiopatológicos para explicar el deterioro cognitivo: la toxicidad del Aβ, disfunción colinérgica, alteraciones de Tau, daño oxidativo, disfunción sináptica e inflamación secundaria a las placas. En el laboratorio de Neurociencia planteamos que la inflamación y el estrés celular asociados al envejecimiento participan en el desarrollo de la EA, cuyo evento patogénico central involucraría una disfunción glial. La asociación de la neuroinflamación con la EA está avalada por estudios neuropatológícos y epidemiológicos. Sin embargo, sigue siendo una incógnita si la inflamación es causa o consecuencia del proceso neurodegenerativo. La inflamación favorece el procesamiento defectuoso del beta-amiloide (Aβ) y de la proteína precursora del amiloide, (APP), favoreciendo la agregación del Aβ, pero también modificando la reactividad al Aβ. Hemos observado que la reactividad microglial al APP y Aβ es baja, pero se potencia en condiciones pro-inflamatorias, indicando que la citotoxicidad dependería de la capacitación inflamatoria de la glía. Proponemos que la acumulación del Aβ, el estrés oxidativo, la disfunción sináptica y la neurodegeneración dependen del estatus inflamatorio del sistema nervioso, que gatilla la desregulación de la activación glial. Los resultados del laboratorio de Neurociencia apoyan nuestra hipótesis que la inflamación es tanto un gatillante de la acumulación del Aβ como una de las causas principales de neurodegeneración en la EA. La respuesta disfuncional de la glía, además de ser causa de la EA, probablemente participa también en la patogenia de otros desórdenes neurodegenerativos. ENFERMEDAD DE ALZHEIMER UNA VISIÓN GENERAL La EA es la causa de demencia más frecuente. Su neuropatología muestra cambios neurodegenerativos asociados con agregados de β-amiloide (Aβ) en ciertas áreas corticales (1). Evidencias clínicas y experimentales indican que no es una entidad nosológica única, presentando heterogeneidad en sus factores de riesgo, patogénesis y características neuropatológicas. Hace 100 años, Alois Alzheimer describió dos lesiones neuropatológicas características, el depósito extracelular de Aβ fibrilar (conteniendo diferentes proteínas, metales y compuestos reactivos), denominado placa amiloidea o senil, y los ovillos neurofibrilares intracelulares constituidos por proteína Tau hiperfosforilada (2). Ambas lesiones están íntimamente asociadas con microglías y astrocitos activados. Sin embargo, persiste la pregunta son las placas y ovillos causa de la enfermedad, o son resultado de otros eventos primigenios del Alzheimer? Figura 1. Cambios celulares en el envejecimiento El envejecimiento induce múltiples cambios funcionales y estructurales. Varios de estos cambios se relacionan a inflamación y estrés oxidativo. En general, hay cambios adaptativos que mantienen una función adecuada. Sin embargo, si estos mecanismos fallan o son insuficientes para compensar los cambios deletéreos, pueden generar alteraciones en la función glial y neuronal. 4 (1) Profesor Adjunto. Laboratorio de Neurociencias. Departamento de Neurología. Financiamiento: proyectos FONDECYT y DIPUC. Correspondencia: rvonb@med.puc.cl

2 El Aβ se origina por el procesamiento proteolítico de la proteína precursora del amiloide, (APP). La mayoría es procesada por la proteasa α-secretasa, generando un APP soluble que tendría actividad neurotrófica. En contraste, el Aβ es producido por la acción secuencial de la β-secretasa y ϒ-secretasa (3), generando mayoritariamente péptidos amiloidogénicos de 40 y 42 aminoácidos. Los mecanismos de daño por Aβ son múltiples y aún objeto de debate. El Aβ muestra toxicidad in vitro e in vivo (4,5), y puede ser directa (6,7) o indirecta a través de la activación glial (8-10). La acumulación de Aβ no constituye necesariamente una placa senil (11). Existen depósitos corticales extensos de Aβ (difusos y sin respuesta inflamatoria) en ancianos cognitivamente preservados (12), sugiriendo que se requieren factores adicionales para hacerse patológicos. La severidad de la demencia se correlaciona pobremente con la cantidad de placas. Su correlación con los ovillos neurofibrilares es mejor, pero éstos serían eventos patológicos tardíos (13). Los estudios genéticos revelan mutaciones en 3 genes, el del APP y de dos presenilinas (PS1 y PS2, correspondientes a la ϒ- secretasa). Estas mutaciones aumentan la producción de Aβ (14) y constituyen las EA familiares que agrupan al 3-5% de los pacientes. Además, el alelo E4 de la Apo-lipoproteína (apoe4), implicada en la remoción del Aβ, y polimorfismos de citoquinas (fortaleciendo la participación de la inflamación), serían factores de riesgo importantes para la EA. Este manuscrito presenta el trabajo del laboratorio de Neurociencia, en el contexto del estudio de los mecanismos patogénicos de la EA. Nuestro interés es el estudio de la neuroinflamación y la participación de la glía en este proceso. Dada la complejidad de los mecanismos involucrados, y la variedad de proposiciones mecanicistas existentes, el trabajo está dividido en 7 secciones temáticas. I. ENVEJECIMIENTO Y ENFERMEDAD DE ALZHEIMER El envejecimiento es el factor de riesgo principal para la EA. Su prevalencia aumenta del 1-3% a los años, al 25-35% en mayores de 85 (15). Estudios anatomopatológicos muestran una incidencia aún mayor de lesiones y revelan que la EA frecuentemente se asocia con otras patologías, como la demencia vascular (16). Esta sobreposición sugiere la existencia de mecanismos fisiopatológicos comunes, destacándose la activación glial y el incremento de mediadores inflamatorios. Múltiples cambios asociados al envejecimiento favorecen las enfermedades neurodegenerativas (Fig. 1) (17), como son la disminución de factores de crecimiento (18) y las alteraciones vasculares. Hay cambios en la homeostasis del parénquima cerebral (19), induciendo la expresión del APP (20), el aumento de su procesamiento amiloidogénico (21) y una respuesta inflamatoria (22), con aumento del óxido nítrico (NO), citoquinas (23), estrés oxidativo y reactividad microglial (Fig. 2). Figura 2. Modulación de la reactividad mediada por la interacción Neurona-glía efecto del envejecimiento. A. En condiciones basales, la homeostasis del SNC es mantenida por la modulación recíproca de glías y neuronas. Astrocitos y microglías secretan factores de crecimiento y citoquinas. Las citoquinas pro-inflamatorias inducen la producción de NO y ROS, los que pueden producir daño celular. Neuronas y astrocitos modulan la actividad microglial, reduciendo su actividad inflamatoria (-). Factores como el TGF-β, inducido también por las condiciones inflamatorias, modulan la activación de la glía. B. En el envejecimiento, disminuye el soporte trófico y la actividad moduladora de neuronas y astrocitos. Se produce una mayor activación microglial, con mayor secreción de citoquinas pro-inflamatorias, óxido nítrico y radicales de oxígeno. El TGF-β también está incrementado, pero aparentemente sus vías de transducción están deprimidas. Sobre esta situación pro-inflamatoria, se agregan estímulos adicionales como la hipoxia y diversas formas de injuria que aumentan la activación glial (+). 5

3 BOLETÍN ESCUELA DE MEDICINA U.C., PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE VOL. 32 Nº El envejecimiento disminuye la capacidad de degradación y aumenta el potencial oxidativo del Aβ, reduciendo el potencial redox. También modifica la reactividad al Aβ. El Aβ inyectado en el cerebro de monos jóvenes no induce daño. En cambio, causa muerte neuronal y activación microglial en monos añosos (6). Esto sugiere la existencia de cambios con la edad que incrementarían la reactividad al Aβ. II. INFLAMACIÓN Y ENFERMEDAD DE ALZHEIMER La inflamación está involucrada en múltiples mecanismos patológicos de la EA (10, 24-28). Estudios clínico-patológicos y de neuroimagen muestran que la inflamación y activación microglial preceden al daño neuronal (29), y que el estrés oxidativo ocurre previo a la citopatología de la EA (30). La Interleuquina-1β (IL-1β), el Factor de Crecimiento Transformante-β (TGFβ) y la ciclo-oxigenasa inducible (COX-2) cerebrales están elevadas en la EA (31). Evidencia epidemiológica (32) y modelos experimentales (33-34) muestran que las condiciones pro-inflamatorias promueven el desarrollo de EA, mientras que el tratamiento anti-inflamatorio crónico modifica la incidencia de la EA (35-36). No sería la acumulación de Aβ, sino la respuesta inflamatoria al Aβ, la responsable del daño neuronal en la EA. Si bien la inflamación puede ser neuroprotectora en sus estadios tempranos (37), la incapacidad de resolver el estímulo activante puede resultar en una respuesta inflamatoria crónica. La sobre-activación microglial subsiguiente se hace deletérea induciendo la liberación de citoquinas (38). La glía que rodea las placas amiloideas, o la que es expuesta a Aβ in vitro, secreta moléculas pro-inflamatorias incluyendo Factor de Necrosis Tumoral-α, (TNF-α), IL-1β, MCP-1, RANTES (39) y eicosanoides (40). Estas moléculas pueden potenciar la neurodegeneración al aumentar la sensibilidad neuronal a los radicales libres (41). La óxido nítrico sintasa inducible (inos) aumenta en la neuroinflamación (42) y está elevada en la EA (43). Además de su citotoxicidad, TNF-α, TGF-β1 e IL- 1β también estimulan la síntesis (44-45) y procesamiento amiloidogénico del APP (46). El Aβ también tendría un papel en la función y patología sináptica (47), pudiendo inducir su degeneración (48), promoviendo la liberación de neurotransmisores excitatorios, aumentando el calcio intracelular y la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS). Por otro lado, las citoquinas también afectan la regulación sináptica. Los efectos son variables dependiendo de la concentración de citoquinas y de factores ambientales. Mientras IL-1β participa en mecanismos de memoria en condiciones fisiológicas, a concentraciones elevadas altera la memoria y la plasticidad neuronal (49), induciendo depresión sináptica (50). III. CITOQUINAS PRO- Y ANTI- INFLAMATORIAS Glías y neuronas expresan constitutivamente citoquinas, las que participan en comportamientos complejos y modulan variadas funciones, incluyendo la homeostasis y metabolismo celular, la función y plasticidad sináptica, y la transmisión neural. En respuesta a injuria, infección, o diversas condiciones de estímulo, glías y neuronas producen más quimioquinas, citoquinas -TNFα, IL-1, IL-6, IFN-ϒ IL-10 y TGFβ- y prostaglandinas. Además de amplificar la respuesta inflamatoria, las citoquinas también inducen la liberación de factores neuroprotectores (51). Así, el resultado final dependerá del perfil de secreción de citoquinas y otros factores del microambiente. Por ejemplo, IL-1β es un pro-inflamatorio que induce la expresión de inos y la producción de NO mediado por la activación de la quinasa regulada por señales extracelulares (ERK) y NFkB (52), puede tanto contribuir a como limitar la neurotoxicidad (53). Liberada en cantidades pequeñas (54), promueve la remielinización (55) y la sobrevida neuronal (56). La IL-1β aumenta en el envejecimiento, asociada al aumento de la reactividad glial. En la EA, su expresión es inducida temprano (25, 53). TNF-α tiene efectos pleiotrópicos en las neuronas, incluyendo efectos tóxicos (57) y protectores (58) y la modulación de la neurotransmisión. Su expresión en el SNC normal es controvertida (59). Cuando es inducida por daño, el TNF-α tiene un papel clave como mediador de muerte celular, estando implicada en la patogénesis de muchas enfermedades neurológicas. Sin embargo, también cumpliría un papel protector en modelos de enfermedades desmielizantes y daño traumático (60). El IFN-ϒ es el mediador central en las enfermedades autoinmunes, aunque también previene la muerte celular de neuronas deprivadas de Factor de Crecimiento Neural (NGF) (61). Además, en combinación con LPS, IFN-ϒ previene la apoptosis inducida por Aβ en cultivos hipocampales (Fig. 3); efecto que se asocia al aumento de TGF-β1 y depende de la activación de astrocitos (4). TGF-β1 presenta funciones múltiples (62), incluyendo papeles prominentes en el desarrollo, homeostasis y reparación (25). Existen concentraciones bajas de TGF-β1 en el SNC normal, mientras su expresión aumenta en el envejecimiento, aparentemente secundario a la activación glial (63), y en múltiples patologías (64-66). TGF-β1 sería citoprotectora, siendo sintetizada en respuesta a insultos como la isquemia (67) y la neurotoxicidad inducida por Aβ. Su efecto neuroprotector puede ser directo e indirecto, previniendo la sobreactivación microglial (66, 68-69). TGF-β1 modula la producción de NO y radicales superóxido (70), e inhibe la 6

4 Determinamos que la vía de transducción de señales ERK (MAPK) participa en esta modulación. IL-1β y TGF-β1 inhiben la activación de ERK mediada por IFN-ϒ con diferente cinética. La inhibición por IL-1β es rápida y transitoria (30 min) y es prolongada (24 h) con TGF-β1, el cual inhibe la fosforilación de ERK de manera persistente después de horas de activación (73). La modulación de ERK por TGFβ1 e IL-1β podrían regular la amplitud y duración de la activación glial. La inhibición diferencial de la activación microglial por citoquinas inflamatorias sugiere que la temporalidad jugaría un papel clave en la determinación de la respuesta celular. La IL-1β, inducida tempranamente y con efecto autocrino, podría mediar la autoregulación de la activación microglial. IV. PARTICIPACIÓN DE LA GLÍA EN LAS ENFERMEDADES NEURODEGENERATIVAS Las microglías son células inmunocompetentes derivadas de monocito-macrófagos residentes del sistema nervioso central (SNC), cuyas características morfofuncionales les conferirían múltiples papeles en la EA (Fig. 4). Sintetizan numerosas citoquinas responsables de la regulación autocrina y la comunicación con neuronas, astrocitos e infiltrados leucocitarios (38). Su activación incluye proliferación, transformación fagocítica, aumento de moléculas activas, liberación de citoquinas y factores de crecimiento, y producción de mediadores como el NO (y eventualmente ROS). La activación microglial probablemente es tanto beneficiosa como dañina (74). Inicialmente, la microglía activada es neuroprotectora (75). Sin embargo, cuando la activación es persistente, la microglía se hace citotóxica (69). La Tomografía por Emisión de Positrones (PET) muestra activación microglial en regiones corticales, incluso en estadios tempranos de EA (76), lo que ha sido corroborado en autopsias (77). La evolución de los depósitos de amiloide hacia placas seniles se acompaña de activación microglial (78-79). El papel de estas microglías es controversial, dada la evidencia de su Figura 3. Neurotoxicidad del Aβ in vitro efecto de factores pro-inflamatorios. Cambios morfológicos de neuronas hipocampales en cultivo. Las neuronas fueron marcadas con - tubulina III y anticuerpo secundario conjugado con HRP. Los cultivos fueron expuestos a condición control, 2 µm Aβ1 42 (Aβ), 2 µm A + 1 µg/ml LPS + 10 ng/ml IFN-ϒ(Aβ+ LI) por 24 h. Las imágenes son campos representativos de 4 preparaciones. Las neuronas expuestas a Aβ mostraban un número y longitud de neuritas reducidos comparados al control. El tratamiento con moléculas inflamatorias tenía un efecto protector. producción de IL-1, TNF-α e IFN-ϒ, y la liberación de NO (71-72). Tanto citoquinas anti-inflamatorias (TGFβ), como pro-inflamatorias (IL-1β y TNFα), modulan la activación glial. Nosotros observamos que TGF-β1 e IL-1β, pero no TNF-α, disminuyen la producción de NO en cultivos gliales murinos (73). Figura 4. Posibles mecanismos patogénicos mediados por la glía. Doble inmunofluorescencia de un cultivo hipocampal marcado con proteína fibrilar glial acídica (GFAP, marcador de identidad de astrocitos) y lectina (marcador de microglía). Se enuncian diversas funciones gliales que podrían estar involucradas en la génesis o evolución de la EA. En especial las dependientes de su función fagocítica/metabólica y las dependientes de la secreción de mediadores inflamatorios. 7

5 BOLETÍN ESCUELA DE MEDICINA U.C., PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE VOL. 32 Nº mantención neuronal, y la formación y modulación de sinapsis, también juegan un papel importante en la inflamación (88). Su activación induce quimioquinas, citoquinas y factores neurotróficos como el factor de crecimiento neural (NGF), S100β, factor de crecimiento derivado del cerebro (BDNF) y neurotrofinas (89). Figura 5. Reactividad glial al Aβ y APP - efecto de factores pro-inflamatorios. La concentración de nitritos (NO2-, un producto estable del NO) en el medio de cultivos microgliales (MG) o gliales mixtos (MX) después de 1-4 días en cultivo fue determinada por el ensayo de Griess. Células no-estimuladas (Control). Expuestas a 2 µm Aβ1-42 (Aβ), 1 µg/ml LPS + 10 ng/ml IFNϒ (LI), APP (APP) o ambos (Aβ-LI), (APP-LI) por 1 y 4 días. Las barras corresponden al promedio+sem de 4-13 experimentos independientes en triplicado. *, ** Indican valores estadísticamente diferentes al control. (*= p<0.05; **= p<0.01). # indican valores estadísticamente diferentes comparado entre las condiciones señaladas (Mann-Whitney U-Test). participación tanto en la fagocitosis (80), como en el depósito de Aβ (29, 79). Las microglías asociadas a las placas generan estrés oxidativo. El Aβ (38, 75) induce producción de O 2 - mediado por explosión respiratoria (25), y secreción de factores solubles inductores de muerte celular (82). Dicha citoxicidad persiste por varios días (10). Entre los factores identificados, hay citoquinas (IL-1, IL-6 y TNF-α), quimioquinas (IL-8, MCP-1 y MIP-1) y factor de crecimiento M-CSF (83). Así, la neurotoxicidad mediada por microglías depende tanto de ROS como de citoquinas (84-85). En contraste, nosotros observamos que microglías expuestas a Aβ in vitro generan poco ROS y un aumento discreto de nitritos, lo cual es inhibido en presencia de astrocitos. En cambio, las moléculas proinflamatorias inducen una gran producción de NO en astrocitos y microglías (86). Esta activación inflamatoria también induce neurotoxicidad en cultivo (Fig. 5), en un proceso lento que requiere varios días de estimulación (73). Aβ y LPS+IFN-ϒ tienen un efecto sinérgico, tanto en microglías como en cultivos gliales mixtos (10). De manera análoga, la reactividad glial al APP es potenciada en condiciones proinflamatorias (Fig. 6). Este sinergismo entre el Aβ/APP y pro-inflamatorios nos llevó a postular que las microglías expresarían reactividad al Aβ/APP sólo bajo ciertas condiciones, las cuales determinarían que la microglía deje de responder al efecto modulador de los astrocitos. Esto podría ser crítico, considerando que microglías y astrocitos se activan en el envejecimiento y en la mayoría de las enfermedades del SNC. Los astrocitos son el soporte estructural y trófico del SNC (87). Necesarios para la En la EA, la activación astrocitaria es prominente alrededor de las placas. Microglías y astrocitos trabajan en forma cooperativa ejerciendo regulación mutua (4, 73), contribuyendo a la respuesta inflamatoria local (90). En modelos experimentales, los astrocitos modulan la citotoxicidad microglial (4, 10, 91), aunque hay discusión respecto a si inducen neurotoxicidad o neuroprotección (92). Si bien los astrocitos no producen ROS (93, 94) y cumplen funciones neuroprotectoras (4, 10, 88, 95), también secretan mediadores pro-inflamatorios como IL-1, MCP-1, RANTES y TNF-α (95), producen NO al ser estimulados por Aβ, y potencian daño en la EA (96-97). Nuestros resultados sugieren que los astrocitos tendrían un papel neuroprotector en su activación temprana. En cambio, en estadios tardíos, la alteración de su capacidad moduladora o su inhabilidad de modular la activación persistente, potenciaría la citotoxicidad. V. MODULACIÓN DE LA ACTIVACIÓN GLIAL: GLÍAS Y NEURONAS Glías y neuronas modulan mutuamente su función (Fig. 2). Las neuronas proveen retroalimentación, regulando la producción de factores solubles y proteínas asociadas a la gliosis reactiva. De manera recíproca, microglías y astrocitos producen factores tróficos y moléculas de la matriz extracelular necesarias para la neurona, de tal manera que su inhibición o bloqueo induce apoptosis. Además, citoquinas secretadas por la microglía activan la secreción de factores de crecimiento por 8

6 la inflamación en el SNC. Las alteraciones de las funciones reguladoras de los astrocitos activados podrían representar un mecanismo patogénico importante en las enfermedades neurodegenerativas. VI. RECEPTORES QUE MEDIAN LA INTERACCIÓN CELULAR CON Aβ Figura 6. Cambios en la interacción glial con el APP inducidos por factores pro-inflamatorios. Efecto de Aβ, biotin-app y moléculas pro-inflamatorias en el metabolismo de reducción en glías. Condiciones control (Control), expuestas por 24 h a 0.2, 2 o 10 µm Aβ (Aβ), 2 o 10 µm Aβ y LPS+IFNϒ (Aβ+LI), 0.2 µm biotin-app (APPb), 0.2 µm biotin-app y LPS+IFNϒ (APPb+LI). Cambios en reducción de 3-[4,5-dimetiltiazol-2-yl]-2,5-difeniltetrazolium bromuro (MTT) inducidos por las diversas condiciones experimentales fueron expresados como porcentaje de la actividad medida en condiciones control. El Aβ disminuye la reducción glial del MTT. La disminución es mayor en la microglía. En contraste, la actividad reductora no cambia en células expuestas a APP o LPS+IFNϒ. Sin embargo, exposición a APP y LPS+IFNϒ produjo una disminución dramática del metabolismo reductor. Los valores corresponden al promedio±sem de 4 6 experimentos independientes en triplicado expresados como porcentaje del control. *P<0.05; **P<0.01 comparado al control; ##P<0.01 comparado entre las condiciones experimentales indicadas). los astrocitos. Estas interacciones también son importantes en la EA (98). Condiciones que afectan la función neuronal pueden alterar la modulación glial. Mientras neuronas activas saludables disminuyen la activación glial (99), las neuronas dañadas inducen su activación (100), mediada por la producción de mediadores inflamatorios. La actividad citotóxica microglial es modulada de múltiples maneras, incluyendo la inducción de enzimas antioxidantes, como catalasa y superóxido dismutasa, y citoquinas anti-inflamatorias como IL- 1Ra, IL-4, IL-10 y TGF-β1. Su actividad también es modulada por los astrocitos. Los astrocitos atenúan la producción de radicales y TNF-α (95), reducen la activación microglial por Aβ (91) y alteran su actividad fagocítica (101). También disminuyen la citotoxicidad del Aβ, tanto en forma directa (4) como indirecta a través de la modulación microglial (10). El TGFβ1 sería uno de los factores moduladores, disminuyendo la producción glial de O 2 - y NO. La inmunoneutralización con anticuerpos específicos para TGF-β1 elimina el efecto protector (70). En conjunto, estos resultados sugieren que los astrocitos son elementos clave en la modulación de Hay evidencia que oligómeros de Aβ pueden alterar la función sináptica in vivo, aunque los receptores que median estos efectos no están identificados. Diversas proteínas de membrana podrían participar activando vías de señalización ( ). Sin embargo, se desconoce si el Aβ se une a unos pocos receptores neuronales específicos o afecta múltiples receptores u otras proteínas necesarias para la señalización. La unión del Aβ a los Receptores Scavenger (RS) podría ser especialmente relevante para entender la asociación de la inflamación con la EA (104). La expresión de RSs cambia con distintas condiciones fisiopatológicas. Por ejemplo, RS-A es expresado por microglías activadas en la vecindad de las placas seniles (105). La unión del Aβ se relaciona al incremento en la expresión de algunos RS, la secreción de quimioquinas y citoquinas cómo IL-1β, la inducción de explosión respiratoria con liberación de ROS y la activación de varias vías de transducción de señales. La unión de Aβ al receptor para productos avanzados de glicación terminal (RAGE), induce su expresión, estrés oxidativo y producción de citoquinas (83), mediado por la activación de NFkB. Esta retroalimentación positiva puede contribuir a la inflamación crónica y al daño tisular. La unión al receptor de macrófagos con estructura colagenosa (SR-MARCO), (106), RS-A ( ), RS-B, (104) y CD36 también se asocia a activación inflamatoria. La señalización dependiente de CD36 involucra la Src quinasa, los mediadores inflamatorios Lyn y Fyn, y proteína quinasas activadas 9

7 BOLETÍN ESCUELA DE MEDICINA U.C., PONTIFICIA UNIVERSIDAD CATÓLICA DE CHILE VOL. 32 Nº por mitógenos p44/42 (109). La unión a los receptores relacionados a receptores de unión a lipoproteínas de baja densidad (LRP) participaría en la depuración del Aβ. De hecho, los niveles de LRP cortical están aumentados en más del 80% en la EA (110). A diferencia de la microglía que expresa una gran variedad de RS, los astrocitos sólo expresan RS-BI (93), receptor de manosa (111) y RS-MARCO (106). Se sabe muy poco sobre la señalización de RS-MARCO, aunque la unión de ligandos a RS-A estimula la activación de PI3-quinasa, proteína-tirosina quinasa y MAPKs ( ). El estudio de las vías de transducción de señales activadas por la unión del Aβ a los RSs debería ayudar a clarificar cómo se asocia la inflamación a la activación de los RSs. VII. RECAPITULACIÓN El envejecimiento del SNC se asocia a un estado pro-inflamatorio que induce cambios funcionales gliales, modificando la reactividad del SNC, lo que podría favorecer la progresión de procesos neurodegenerativos. Esto nos llevó a proponer un modelo patogénico alternativo para la EA (Fig. 7). Hay evidencia sólida que la EA es de naturaleza compleja y se extiende más allá de las placas amiloideas y los ovillos neurofibrilares. Nosotros proponemos que la acumulación del Aβ es consecuencia y no causa en la patogénesis de la EA. La microglía es necesaria como células scavenger en el SNC. Sin embargo, si deja de responder a los mecanismos regulatorios o se altera su capacidad de remover el Aβ, la microglía puede hacerse citotóxica, perdiendo la capacidad de proveer acciones beneficiosas como la remoción del Aβ (112), la secreción de factores tróficos y la reducción de factores tóxicos. La activación glial por Aβ es amplificada notoriamente por la capacitación Figura 7. Desregulación Glial: un mecanismo neurobiológico alternativo en la patogénesis de la enfermedad de Alzheimer. Secuencia hipotética de eventos en la cascada patogénica de la EA. La agregación del Aβ puede depender del aumento de la producción o de la reducción de la remoción del Aβ. Ambos mecanismos pueden ser asociados al envejecimiento, al estrés oxidativo y al estatus inflamatorio del sistema nervioso, el cual también puede influir en la función sináptica y eventualmente en la viabilidad neuronal. inflamatoria de la glía. Además, la modulación de la reactividad microglial al Aβ por los astrocitos parece perderse en condiciones pro-inflamatorias (10), fortaleciendo la noción que la inflamación puede ser un factor determinante en la sobre-activación microglial. La pérdida de regulación cambia cualitativa y cuantitativamente la activación microglial, lo a su vez aumentaría la agregación y citotoxicidad del Aβ, estableciendo un círculo vicioso. Las evidencias discutidas en este manuscrito apoyan nuestra hipótesis que la desregulación glial da origen a la citotoxicidad y al proceso neurodegenerativo en la EA. La determinación de los receptores que median y regulan la activación microglial y la comprensión de los mecanismos moleculares activados por estos receptores son necesarias para generar mejores maneras para tratar y prevenir estas enfermedades. Dado que la interacción del Aβ con los RS podría mediar la activación glial, uno de nuestros intereses es dilucidar las vías de señalización activadas por los RS, las cuales podrían mediar diversas respuestas celulares dependiendo del estado de activación. RECONOCIMIENTO: Mis agradecimientos por su trabajo a los tesistas de pregrado y doctorado, Rodrigo Herrera-Molina, Katherine Saud, Carolina Fuenzalida, Bárbara Godoy, Loreto Olavarría y Juan Tichauer; a los alumnos de pregrado de medicina, bioquímica y biología y a los miembros estables del laboratorio, actuales y pasados, Gigliola Ramírez, y Rodrigo Alarcón. REFERENCIAS 1. Hardy, J., Selkoe, D.J. The amyloid hypothesis of Alzheimer s disease: progress 10

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