Mecanismos moleculares del deterioro cognitivo en encefalopatía hepática mínima. Papel de la neuroinflamación en la alteración de la neurotransmisión

Resumen

La encefalopatía hepática (EH) es un síndrome neuropsiquiátrico que afecta a un gran número de pacientes con diversas enfermedades hepáticas, especialmente cirrosis, como consecuencia de la acumulación de deshechos metabólicos mal detoxificados, sobre todo amonio. En su forma más leve, la EH mínima cursa con déficit cognitivo y motor leve que es reproducido por las ratas hiperamonémicas, uno de los modelos empleados para su estudio. Además, estas ratas presentan neuroinflamación, otro de los factores desencadenantes de este síndrome. Se ha visto que las ratas hiperamonémicas presentan alteraciones en la expresión en membrana de receptores de glutamato en el hipocampo, lo cual se ha relacionado con alteraciones en la memoria espacial y de trabajo, como consecuencia de un proceso neuroinflamatorio que aumenta los niveles de determinadas citocinas y activa a la microglía. Además, en este proceso podrías estar participando diferentes citocinas, alterando distintas funciones cognitivas a través de mecanismos diversos. El GMP cíclico (GMPc) extracelular modula algunas de estas alteraciones que presentan las ratas hiperamonémicas. Los objetivos de esta tesis han sido: i) caracterizar el papel concreto de la interleucina 1 beta (IL-1β) en la inducción de las alteraciones cognitivas, así como en la alteración de la expresión en membrana de receptores y la neuroinflamación, que presentan las ratas hiperamonémicas; ii) detallar los mecanismos moleculares por los cuales la IL-1β altera la expresión en membrana de receptores en el hipocampo de ratas hiperamonémicas; iii) analizar los mecanismos de modulación por GMPc extracelular de la expresión en membrana de receptores en el hipocampo de ratas hiperamonémicas. El papel de la IL-1β en las alteraciones cognitivas, neuroinflamatorias y de la expresión en membrana de receptores, se ha estudiado mediante tratamiento intracerebral crónico con el antagonista del receptor de IL-1 (IL-1Ra) en ratas hiperamonémicas. Nuestros resultados muestran que la IL-1β altera la memoria de trabajo y de reconocimiento de objetos en estas ratas, activando la microglía en hipocampo, corteza perirrinal y prefrontal, y alterando la expresión en membrana de los receptores AMPA, NMDA y GABAA en hipocampo y corteza prefrontal. En cambio, las ratas hiperamonémicas presentan también activación de la microglía, en corteza postrrinal, que no estaría mediada por la IL-1β y que sería responsable de las alteraciones en la memoria espacial y de reconocimiento de localizaciones espaciales. Por otro lado, mediante experimentos ex vivo con rodajas frescas de hipocampo de ratas hiperamonémicas, hemos visto cómo la IL-1β, a través de su receptor, activa dos vías de señalización por las que altera la fosforilación y expresión en membrana de las subunidades GluN2B del receptor NMDA y GluA1 y GluA2 del receptor AMPA. Dichas vías, que hemos caracterizado en detalle, se modulan por GMPc extracelular en sus inicios, ya que el tratamiento ex vivo con GMPc extracelular reduce la activación de la microglía en el hipocampo de ratas hiperamonémicas, normalizando los niveles de IL-1β y neutralizando sus efectos sobre dichas vías de señalización. En conclusión, el aumento de IL-1β en determinadas áreas cerebrales de las ratas hiperamonémicas es responsable de las alteraciones cognitivas en tareas no espaciales, pero no altera las que tienen componente espacial. En el hipocampo de estas ratas, la IL-1β desencadena diferentes vías de señalización que alteran la expresión en membrana de receptores de glutamato. El GMPc extracelular revierte estas alteraciones al modular la neuroinflamación en el hipocampo de ratas hiperamonémicas.