Niveles de neurotransmisores aminoacídicos durante la neurogénesis y en cultivos histotípicos de diferentes regiones del sistema nervioso central en el ratón

Abstract

Una de las principales metas en el estudio de la Neurobiología del Desarrollo es la comprensión de los mecanismos celulares y moleculares que permiten a las neuronas formar conexiones específicas y precisas con sus parejas sinápticas, es decir, una selectividad que es la base de la función apropiada de los circuitos neuronales en el sistema nervioso central (SNC) maduro. Por otra parte, el conocimiento del ensamblaje del circuito neuronal en cada región del SNC, conduce a una mejor comprensión de los circuitos locales o intrínsecos, lo cual a su vez facilita el entendimiento sobre el procesamiento de la información en cada localidad neuronal y del cerebro como una totalidad. Durante las últimas dos décadas, en nuestro laboratorio hemos trabajado en dos líneas de investigación: sinaptogénesis y cultivos primarios de tejido cerebrales. La investigación sobre la sinaptogénesis se centró en el estudio de los mecanismos ultraestructurales y bioquímicos relativos al origen y formación de las sinapsis en el SNC [Palacios-Prü y col., 1981; 1988; Miranda-Contreras y Palacios-Prü, 1995]. Por otro lado, los cultivos de tejidos cerebrales nos permitieron obtener información sobre los cambios morfológicos y bioquímicos que ocurren durante la maduración in vitro de poblaciones neuronales en diferentes regiones del SNC [Palacios-Prü y col., 1982; 1991; 1995; 1998; Miranda-Contreras y col., 1992; 1998; 1999; 2000]. De estos estudios, logramos contribuir con una valiosa información en el campo de las Neurociencias, como por ejemplo, la formulación de dos importantes hipótesis sobre la transmisión sináptica: la hipótesis del origen ribosomal de la densidad postsináptica [Palacios-Prü y col., 1981; 1988] Y la hipótesis dual de la neurotransmisión [Palacios-Prü y Colasante, 1988; 1990; Palacios-Prü y col., 1999]. En relación a los cultivos de tejidos cerebrales, fueron exitosos los trabajos de implantes en animales de experimentación de los cultivos histotípicos de hipotálamo [Palacios-Prü y col., 1994], así como los cultivos histotípicos de la cápsula suprarrenal [Palacios-Prü y col., 1995]; ambos cultivos son productores de neurotransmisores como las catecolaminas. Estos resultados nos han permitido seguir con proyectos más ambiciosos y creemos que tienen un potencial de aplicación en problemas de salud en el campo de la Medicina Reparativa. A pesar que estas líneas de investigación han resultado fructíferas, carecemos todavía de mucha información importante que nos permita una mejor comprensión de la biología molecular y celular de la sinapsis durante su origen, maduración y funcionamiento en el animal adulto. En tal sentido, nos planteamos estudiar la ontogénesis de los neurotransmisores sinápticos durante la neurogénesis en diferentes regiones del SNC, tanto in situ como in vitro. Existe una variedad de agentes químicos que actúan como neurotransmisores; la mayoría de ellos se puede clasificar dentro de una de las tres categorías: aminoácidos, aminas y péptidos. En este trabajo nos limitaremos a describir y discutir la ontogénesis de los neurotransmisores aminoacídicos: glutamato, aspartato, y-amino ácido butírico (OABA), glicina y taurina, en tres diferentes regiones del SNC de ratón: el bulbo olfatorio, la corteza cerebelosa y la médula espinal. La técnica de cultivo de tejidos neuronales histotípicos fue empleada en estos estudios como una herramienta que nos permitió determinar los niveles intrínsecos de estos neurotransmisores en cada una de las regiones estudiadas. Los resultados obtenidos en estos trabajos nos proporcionaron no solamente los niveles normales, durante el desarrollo embrionario hasta la edad adulta, de las principales sustancias neuroactivas involucradas en la maduración de los circuitos sinápticos intrínsecos del bulbo olfatorio, la corteza cerebelosa y la médula espinal, sino también una comprensión del desarrollo de las conexiones sinápticas de la neurotransmisión aminoacídica en estas regiones. Por otra parte, los cultivos histotípicos de estas regiones del SNC, caracterizados por su histotipia, citotipia y propiedades neuroquímicas, serán un modelo importante para estudios funcionales concernientes a la fisiopatología de la neurotransmisión aminoacídica, como ocurre en condiciones de hipoxia y enfermedades neurodegenerativas.