Generación y análisis del ratón mutante condicional en la subunidad D del complejo II mitocondrialefecto sobre el sistema nervioso central y el periférico

Resumen

SDHD es un gen supresor de tumores en humanos. Este gen codifica para una (SDHD) de las cuatro proteínas que forman parte el complejo II mitocondrial de la cadena de transporte de electrones. Los individuos que portan alelos mutantes de SDHD en heterocigosis desarrollan tumores en los tejidos donde se pierde el alelo silvestre del gen (paraganglioma hereditario familiar (PGL)), generalmente en el cuerpo carotídeo (CC) y la médula adrenal (MA). Con la intención de generar un modelo de paraganglioma se generaron tres líneas de ratón �knock out� en las que la deleción de Sdhd se inducía en el animal adulto de forma ubicua (SDHD-ESR), o bien se producía desde estadios embrionarios en los principales tipos celulares que componen el CC: células tiroxina hidroxilasa+ (TH-SDHD) o GFAP+ (GFAP-SDHD). Paralelamente, debido a que la deleción de Sdhd ocurría además en otras células del sistema nervioso que expresaban los mismos marcadores, se estudió como afecta la falta de este gen a otras regiones tanto del sistema nervioso central (SNC) como del periférico (SNP). La caracterización histológica de CC y MA en cada una de las tres líneas de ratón generadas (SDHD-ESR, TH-SDHD y GFAP-SDHD) reveló que la deleción de Sdhd en ratón no produce tumores, al menos a las edades estudiadas. El animal TH-SDHD permitió obtener un modelo de neurodegeneración selectiva en SNC, donde la SNpc fue especialmente sensible a la ausencia de Sdhd frente a otras estructuras que no se afectaron como LC o núcleo A13. En este modelo, varias estructuras catecolaminérgicas como la SNpc, VTA y núcleo arqueado contenían menor número de neuronas TH+ que en los controles. En cambio, otras como el LC o A13 presentaron degeneración. El análisis a distintas edades permitió observar que la deleción de Sdhd no sólo impedía el correcto desarrollo de las neuronas dopaminérgicas de SNpc, VTA y núcleo arqueado, sino que también inducía la muerte de las neuronas que ya habían adquirido el fenotipo TH+ en estas estructuras. La deficiencia de células TH+ en la SNpc y VTA tuvo como consecuencia una caída de los niveles de dopamina en el estriado, probablemente responsable del fenotipo de fallo motor observado en las pruebas de campo abierto. El ratón GFAP-SDHD en cambio, sirvió como modelo de daño de la neurogénesis dependiente de progenitores neurales del SNC y SNP. En este modelo se observó que el correcto funcionamiento del CII no era necesario para la supervivencia de astrocitos o células madre GFAP+, pero sí para el desarrollo de las neuronas derivadas de ellas. El ratón GFAP-SDHD mostró una importante agenesia de la corteza dorsal, hipocampo, cerebelo y CC. Aunque existía una carencia clara de neuronas del SNC descendientes de células madre embrionarias hGFAP+ (glía radial), sí se detectaban actrocitos que además de proceder de los mismos progenitores también eran hGFAP+. Así mismo, experimentos de cultivo de células madre del sistema nervioso posnatal permitieron concluir que la actividad del CII no era necesaria para la supervivencia y división de las éstas, pero sí para la maduración de las neuronas derivadas de ella.