Distribución y dinámica de la prolil-oligopeptidasa (prep) en la neurona y su relación con la diferenciación, maduración, envejecimiento y neurodegeneración

Resumen

La enzima Prolil-oligopeptidasa (PREP) es una enzima que, a diferencia de muchas peptidasas, es capaz de cortar resíduos de prolina. El hecho de que sea una enzima que se ha conservado desde el último ancestro común a todas las formas de vida, que se encuentre en grandes cantidades en el cerebro, que utilice como sustratos péptidos relacionados con el aprendizaje y la memoria y que sus inhibidores sean capaces de revertir la pérdida de memoria en ratones con daño neuronal, han hecho que esta enzima sea objeto de numerosos estudios a fin de esclarecer cuál es su función en el cerebro y si sus inhibidores podrían ser posibles agentes terapéuticos, en un futuro, en el tratamiento o prevención de aquellas enfermedades que cursan con neurodegeneración. Sin embargo, ni su función ni su mecanismo han sido esclarecidos todavía. Como indica su título, en esta tesis se ha estudiado la implicación de la enzima Prolil-oligopeptidasa (PREP) en los procesos de diferenciación, maduración, envejecimiento y neurodegeneración. Para ello se han utilizado dos modelos celulares diferentes: los cultivos primarios de células granulares de cerebelo (NGC) y la línea celular SH-SY5Y de neuroblastoma humano. La muerte neuronal ha sido estudiada bajo dos puntos de vista diferentes: por un lado se ha hecho un seguimiento de la actividad de esta enzima a lo largo del ciclo de vida de las NGC y, por otro, tras la neurotoxicidad inducida con 5mM de potasio, 6-hidroxidopamina (6-OHDA) y peróxido de hidrógeno en estas neuronas y con 6-OHDA en las células SH-SY5Y. Asimismo, se ha investigado el posible papel neuroprotector de algunos inhibidores de PREP en este proceso. Por otra parte, mediante el empleo de un inhibidor fluorescente de PREP y la detección de los niveles de actividad enzimática, se ha podido hacer un seguimiento de la ubicación de esta enzima y su dinámica durante los primeros estadios de la diferenciación de las NGC. Paralelamente, se ha estudiado la actividad enzimática de PREP y el perfil de expresión del gen que la codifica en las células SH-SY5Y durante su diferenciación con ácido retinoico así como la implicación de esta enzima en las rutas de señalización del inositol trifosfato (IP3) y las quinasas fosforiladas ERK1 y ERK 2 ERK 1/2). Si bien en este trabajo no se ha encontrado ningún efecto neuroprotector de los inhibidores de PREP frente a la muerte neuronal, los resultados expuestos en esta tesis revelan, por primera vez, que PREP se encuentra en el núcleo de las neuronas durante los primeros estadíos de su diferenciación; mediante un mecanismo que podría estar relacionado con la ruta de señalización de ERK 1/2. Asimismo, los datos obtenidos en este trabajo demuestran que PREP se encuentra regulada a lo largo de la vida de las NGC y en los primeros estadios de la diferenciación de las células SH-SY5Y con ácido retinoico.