Neurobiologia Cel·lular

Responsable: 

Carme Solà Subirana

Científica Titular

S’ha suggerit que la neuroinflamació, en la qual les cèl·lules glials hi estan implicades, juga un paper important en el desenvolupament de la gran part de malalties neurodegeneratives. L'activació glial és un procés que es produeix en presència de dany neuronal i que implica canvis morfològics així com canvis en l'expressió de diverses molècules tant en els astròcits com en la micròglia. Encara no se sap si l'activació glial és una conseqüència de la degeneració neuronal o bé és un fenomen previ a ella. 


El principal objectiu del Grup de Neurobiologia Cel·lular és obtenir informació que permeti desenvolupar noves estratègies que contribueixin a la prevenció de processos neurodegeneratius que cursen mitjançant activació glial crònica, emprant models animals i cel·lulars apropiats. Estem estudiant la implicació d'alguns factors de transcripció (C/EBPs i NF-?B) i d’altres proteïnes (p21Cip1, CD200, CD200R, TREM) en el procés d'activació glial i en la neurotoxicitat que comporta. La nostra hipòtesi és que la modulació de la funció d'aquestes proteïnes pot constituir una diana terapèutica enfront de la neuroinflamació i el dany neuronal que es produeix en les malalties neurodegeneratives. 


Realitzem estudis in vitro i in vivo utilitzant animals d'experimentació, cultius cel·lulars primaris (cultius glials mixtos, cultius enriquits en micròglia, astròcits o neurones, cultius mixtos neurona-glia) i línies cel·lulars. Estem especialitzats en tècniques histològiques, citològiques i de biologia molecular i cel·lular. 
Paraules clau: Glia, Micròglia, Astròcits, Activació glial, p21Cip1, C/EBPs, CD200, CD200R, TREM, Neuroinflamació, Neuroprotecció, Cultius cel·lulars glials, Alzheimer, ELA.

Projectes en curs:
1.- Mecanismes excitotòxics, resposta neuroinflamatòria i factors sèrics en l'esclerosi lateral amiotròfica humana i experimental (Fundació La Marató de TV3. TV063031, IP: Joan Serratosa). 
L’esclerosi lateral amiotròfica (ELA) és una malaltia neurodegenerativa greu sense cap tractament disponible capaç de millorar apreciablement el pronòstic fatal de la mateixa. Malgrat que l’esforç que s’ha fet en recerca bàsica en els últims anys ha representat un important progrés per al coneixement de la malaltia, aquesta segueix essent enigmàtica en molts aspectes. Hi ha varies teories, no excloents entre elles, per explicar la patogènia de l’ELA. Aquesta línia intenta aportar informació sobre alguns mecanismes implicats en la degeneració selectiva de motoneurones en l’ELA així com identificar noves dianes per a la seva teràpia. L’objectiu fonamental d’aquesta línia és el d’analitzar de quina manera les mutacions de la SOD1 afecten les cèl·lules glials i quin impacte tenen aquestes sobre la supervivència de motoneurones així com la imbricació entre els processos excitotòxics i neuroinflamatoris. En concret, els objectius d’aquesta línia són: a) Caracteritzar la resposta glial, després de tractar amb lipopolisacàrid (LPS), de les cèl·lules glials procedents de ratolins normals i de ratolins mutants que sobreexpressin la SOD1 humana. Es determina la producció de nitrits i de TNF?, la translocació nuclear de NF-?B, l’expressió dels factors de transcripció C/EBP?, C/EBP? i C/EBP? i l’expressió de la proteïna p21Cip1; b) Estudi de l’efecte del medi condicionat per cèl·lules glials procedents de ratolins normals i mutants SOD1, sobre la supervivència de les motoneurones; c) Estudi de l’efecte de la inhibició farmacològica o mitjançant ARN d’interferència d’alguns dels factors (C/EBPs i p21Cip1) en la viabilitat neuronal.

2.- És C/EBP? una diana per a atenuar la resposta neuroinflamatòria associada a malalties neurodegeneratives? (FIS, PI0704. IP: Josep Saura).
El factor de transcripció C/EBP? és un important regulador de l'expressió gènica en processos inflamatoris. La nostra hipòtesi de treball és que C/EBP? juga també un paper clau en l'activació glial, i que la seva inhibició pot donar lloc a una activació glial atenuada i menys neurotòxica. Hem descrit recentment i per primera vegada l'expressió de C/EBP? en cèl·lules glials activades in vivo en el model d'activació glial per injecció sistèmica de lipopolisacàrid. Aquest resultat ens ha dut al primer objectiu d'aquest projecte, que és el d’estudiar si l'expressió glial de C/EBP? es dóna en malalties neurològiques i en els seus models animals. El segon objectiu d'aquest projecte és de tipus funcional i persegueix estudiar quina és la funció de C/EBP? en activació glial i quines són les conseqüències de la seva inhibició. Per aconseguir aquest objectiu es proposen:
Estudis in vitro en els quals C/EBP? s'inhibeix en cèl·lules glials mitjançant tres estratègies: ARN d'interferència, sobreexpressió estable del dominant negatiu LIP i ratolins deficients en C/EBP? . S'estudia l'efecte de la inhibició de C/EBP? sobre els següents paràmetres de l'activació glial: expressió de gens proinflamatoris, neurotoxicitat induïda per glia activada, fagocitosi i proliferació. 
Estudis in vivo amb ratolins transgènics amb deficiència condicional en C/EBP? en astròcits o en micròglia. La generació de tals animals és part d'aquest projecte. S'estudiarà la resposta d'aquests animals en models de les malalties de Parkinson, Alzheimer, Esclerosi Lateral Amiotròfica i Esclerosi Múltiple. 

3.- Inhibició de l'activació glial com a diana terapèutica en les malalties neurodegeneratives (FIS, PI081396. IP: Carme Solà).
L'objectiu principal d'aquest projecte d'investigació és estudiar el paper de CD200, CD200R i TREM-2 en la modulació de la resposta inflamatòria en les cèl·lules de la micròglia. La nostra hipòtesi és que el senyal mediat pels receptors microglials CD200R i TREM-2, que en condicions normals manté controlada la resposta inflamatòria microglial, es troba alterat en processos neurodegeneratius, i la seva modulació pot permetre la inhibició de l'activació glial/neuroinflamació i la seva neurotoxicitat derivada. Ens plantegem estudiar: 1) el tipus d'estímuls que regulen l'expressió d'aquestes proteïnes; 2) els marcadors de neuroinflamació que són regulats per elles; 3) l'efecte neurotòxic/neuroprotector d'inhibir o activar CD200, CD200R o TREM-2 en condicions basals o en presència de neuroinflamació; 4) la implicació d'aquestes proteïnes en el mecanisme d'acció d'agents neuroprotectors antiinflamatoris i, 5) possibles alteracions en l'expressió d'aquestes proteïnes en presència de dany neuronal, tant en models experimentals com en el cervell d'individus afectats de malalties neurodegeneratives. Per a això realitzarem tant estudis in vitro com in vivo, utilitzant animals d'experimentació i mostres de cervell humà post-mortem. Aplicarem tècniques de citologia i histologia, bioquímiques i de biologia molecular i cel·lular.