Estudio de la plasticidad estructural en enfermedades psiquiátricas con modelos animales

Resumen

El concepte científic de l’estrès s’associa a una resposta adaptativa front a un estímul ambiental o una demanda. Tot i això, si les pertorbacions al medi ambient son constants, es produeix un desgast a l’organisme que té efectes perjudicials en aquest. El cervell es pot considerar l’òrgan central de l’estrès, ja que en ell comença la principal resposta biològica. És conegut que esdeveniments estressants de curta duració poden potenciar les funcions neuronals i millorar el rendiment cognitiu. D’altra banda, llargs períodes d’estrès poden alterar més profundament la fisiologia de diverses regions del sistema nerviós i afectar el seu funcionament, produint dèficits cognitius i d’aprenentatge. Així mateix, si l’estímul estressant es produeix en les etapes primerenques de la vida, el cervell pot desenvolupar-se de manera anòmala i els efectes produïts poden ser crònics. Fins a l’actualitat, és conegut, que l’estrès crònic afecta a diverses poblacions neuronals. Principalment, els estudis es centren en entendre quines són les conseqüències produïdes, tant a nivell estructural com a nivell molecular, en les neurones excitadores o neurones principals del sistema nerviós central (SNC). Per contra, els efectes de l’estrès sobre les diferents subpoblacions de interneurones són molt menys estudiats i per tant menys coneguts. En aquesta tesi, ens centrem en l’estudi de com afecta l’estrès tant a neurones principals com a interneurones; en aquest últim cas estudiem els efectes a la subpoblació de cèl·lules anomenades cèl·lules Martinotti i O-LM (que expressen somatostatina; SOM) i a la subpoblació de les Basket cells (que expressen parvalbúmina; PV). Addicionalment, se sap que l’estrès no afecta d’igual manera a totes les estructures que componen el cervell. Algunes de les principals àrees que es troben afectades i que tenen un especial interès en l’estudi de l’estrès són: l'escorça prefrontal, l'hipocamp, l'amígdala, l'habènula i el nucli reticular talàmic. Al llarg de les últimes dècades diversos estudis han demostrat que els circuits neuronals en els que aquestes regions es troben implicades, són extremadament dinàmics i poden ser remodelats a través de les experiències. Els estímuls generen efectes sobre les poblacions neuronals, que es veuen afectades tant a nivell estructural com a nivell sinàptic. L’habilitat dels circuits neuronals d’adaptar la seua connectivitat en funció d’estímuls o experiències s’anomena plasticitat. Per estudiar els efectes d’aquests estímuls sobre la connectivitat del sistema, hem analitzat diversos paràmetres, com la densitat de receptors inhibidors en l’element postsinàptic, la densitat dels transportadors vesiculars en l’element presinàptic o el nombre de sinapsis actives. Actualment es coneixen diverses molècules relacionades amb la plasticitat, com és el cas de la forma polisialitzada de la molècula d’adhesió cel·lular neuronal (PSA-NCAM). És particularment interessant que l’expressió de la PSA-NCAM es troba alterada en alguns desordres neuropsiquiàtrics en paral·lel a alteracions en la circuiteria GABAèrgica. Addicionalment, unes altres estructures que es troben molt relacionades amb la plasticitat del sistema nerviós central són les xarxes perineuronals (PNNs), les quals són regions especialitzades de la matriu extracel·lular. Es pensa que estan implicades en la protecció, desenvolupament i plasticitat neuronal i en l’estabilització sinàptica. S’ha vist que es donen alteracions de les PNNs en algunes malalties mentals comuns com per exemple la depressió major, l’esquizofrènia o l’autisme. En la present tesi he utilitzat dos models diferents d’estrès crònic; l’estrès per restricció i l’estrès impredictible. El primer dels dos l’hem fet servir en dos treballs diferents, alterant la durada del protocol. Tots dos models tenen l’objectiu comú d’entendre com diferents situacions d’estrès crònic afecten al SNC, i concretament quins són els seus efectes sobre les interneurones i la seua plasticitat.