Expresión y distribución celular y subcelular de KV1.1, KV3.1b y KV4.3 antes y después de la adquisición de la función auditiva en los núcleos auditivos del tronco del encéfalo

Resumen

Los canales iónicos operados por voltaje determinan los patrones de excitabilidad de las neuronas auditivas y contribuyen a su respuesta ante un estímulo sonoro. Los patrones de expresión temporal y espacial de estas proteínas y sus genes respectivos, establecen el fenotipo eléctrico de las neuronas auditivas y, por lo tanto, determinan cómo se procesa la información acústica a nivel central. El objetivo del presente trabajo de investigación fue determinar los posibles cambios de expresión que sufren un conjunto de canales iónicos, y en especial los canales de potasio dependientes de voltaje, subyacentes a la adquisición de la función auditiva. Para ello hemos empleado la rata en diferentes etapas del desarrollo postnatal, ya que se trata de un animal que nace sordo y no es hasta el 12º día postnatal cuando adquiere su capacidad auditiva. Para alcanzar nuestros objetivos, utilizamos una novedosa plataforma de microarrays de RT-PCR para determinar la expresión diferencial de un grupo de genes en los núcleos cocleares y el colículo inferior, antes y después de la adquisición de la función auditiva. Los resultados obtenidos mostraron un aumento en la expresión de un amplio número de canales de potasio operados por voltaje en ambos núcleos, justo después de la adquisición de la función auditiva, entre los que destacaban los subtipos Kv1.1 y Kv3.1. Mediante el uso de técnicas inmunohistoquímicas, determinamos la distribución celular y subcelular en los núcleos cocleares, oliva lateral superior y núcleo medial del cuerpo trapezoide, de tres canales de potasio, Kv1.1, Kv3.1b y Kv4.3, demostrando que para los dos primeros existía una redistribución a nivel de cuerpos celulares y dendritas en los núcleos cocleares, mientras que apenas se detectaron cambios para Kv4.3. Además, utilizando un novedoso modelo de sordera hecho en ratón, determinamos que la actividad del nervio auditivo juega un papel crucial en la distribución de Kv1.1 en el adulto. En su conjunto, estos resultados ponen de manifiesto los cambios de expresión que sufren los canales Kv en las neuronas de los núcleos auditivos del tronco del encéfalo durante la adquisición de la función auditiva y el papel de ésta en el establecimiento de su patrón de expresión. Además, nuestros resultados muestran la existencia de un grupo de genes con distintos perfiles de expresión que posiblemente intervengan en el establecimiento del fenotipo eléctrico desde los periodos que preceden a la audición del animal hasta su etapa adulta. Comprender los patrones de expresión y los factores que los regulan nos ayudará, en un futuro, a entender los mecanismos moleculares del procesamiento de la información acústica en diferentes neuronas y circuitos, y cómo estos adaptan la actividad neuronal a una situación de pérdida de audición.