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Alteraciones de la expresión
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• Proteínas neuronales de unión
específica a ARN  Musashi1(Msi-1) y
Musas...
Conclusiones
• Producen problemas a nivel de diferenciación:
Impide la diferenciación celular en algunos tipo de células:...
Conclusiones
• Produce alteraciones a nivel del sistema nervioso y del desarrollo
cerebral:
 Altera los niveles de seroto...
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Effects of tobacco smoking on embrionary development, mainly cell differentiation and development of central nervous system

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El efecto del tabaco en el desarrollo embrionario

  1. 1. El efecto del tabaco en el desarrollo embrionario: Diferenciación celular y Sistema Nervioso Central DAIANA ESQUIER GALEANO SERGIO NAVARRO VELÁZQUEZ GRADO EN BIOQUÍMICA 3º CURSO GRUPO A BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR DEL DESARROLLO CURSO 2014-2015
  2. 2. Introducción. Tabaco y sus compuesto nocivos  Tabaquismo: adicción al tabaco provocada principalmente por la nicotina. OMS: “Primera causa de invalidez y muerte prematura en el mundo”. Enfermedades nocivas para la salud Enfermedad Prevalencia Cáncer 10 tipos Cardiopatías 50% Muerte cáncer de pulmón 90% EPOC 80-90%
  3. 3. Reconstrucción de la prevalencia (%) de tabaquismo en la población ≥ 16 años en España Fernández E, Schiaffino A, García M, Saltó E, Villalbí JR, Borràs JM. Prevalencia del consumo de tabaco en España entre 1945 y 1995.
  4. 4. Introducción. Tabaco y sus compuesto nocivos - Produce la liberación de dopamina. - Estimula el SNC: aumento del ritmo cardíaco y presión arterial  Aumenta el consumo de oxigeno Más de 4.000 sustancias
  5. 5. Introducción. Tabaco y sus compuesto nocivos Oxihemoglobina Carboxihemoglobina Interacciona con la hemoglobina de la sangre y obstaculiza el transporte de oxígeno por el organismo
  6. 6. El tabaco y sus efectos en la diferenciación celular Se observa una alteración de la regulación de una serie de genes esenciales para el correcto crecimiento del feto, proceso de angiogénesis y la formación del tejido conectivo Alteraciones en la expresión génica del feto Liszewski W, Ritner C, Aurigui J, et al. Developmental effects of tobacco smoke exposure during human embryonic stem cell differentiation are mediated through the transforming growth factor-β superfamily member, Nodal.
  7. 7. El tabaco y sus efectos en la diferenciación celular • Oct4/POU5F1  Factores de transcripción necesarios para mantener la pluripotencia. La exposición de las células madre embrionarias humanas (hESCs) al humo del tabaco y a la nicotina Retraso en su diferenciación Liszewski W, Ritner C, Aurigui J, et al. Developmental effects of tobacco smoke exposure during human embryonic stem cell differentiation are mediated through the transforming growth factor-β superfamily member, Nodal. persistencia de la pluripotencia de las hESCs.
  8. 8. El tabaco y sus efectos en la diferenciación celular • Marcadores de pluripotencia, Oct4 y Nanog. • Humo del tabaco: agente bioactivo multicomponente El tabaco y la nicotina tienen amplias repercusiones en el desarrollo de las capas germinales embrionarias. Liszewski W, Ritner C, Aurigui J, et al. Developmental effects of tobacco smoke exposure during human embryonic stem cell differentiation are mediated through the transforming growth factor-β superfamily member, Nodal. Efectos sobre el desarrollo de las tres capas germinales embrionarias NICOTINA Nkx2-5  Especificación cardíaca OTROS COMPONENTES TAL1  Diferenciación hematopoyética Brachyury  desarrollo del mesodermo anterior
  9. 9. El tabaco y sus efectos en la diferenciación celular Liszewski W, Ritner C, Aurigui J, et al. Developmental effects of tobacco smoke exposure during human embryonic stem cell differentiation are mediated through the transforming growth factor-β superfamily member, Nodal. Efectos sobre el desarrollo de las tres capas germinales embrionarias NICOTINA Nestin  desarrollo temprano del ECTODERMO α-fetoproteína  desarrollo del ENDODERMO
  10. 10. El tabaco y sus efectos en la diferenciación celular • Alteración de las tres vías más importante que regulan la pluripotencia en las hESCs: Notch Wnt canónica TGF  Nodal La expresión de nodal esta alterada frente a la exposición al tabaco Auto-renovación, pluripotencia y promueve la diferenciación Lee KL, Lim SK, Orlov YL, et al. Graded Nodal/Activin signaling titrates conversion of quantitative phospho-Smad2 levels into qualitative embryonic stem cell fate decisions.
  11. 11. Tabaco y sus efectos en el desarrollo del SNC • Exposición a ETS (fumadores pasivos)  afecta 60% no fumadores • Amenaza significativa para la salud de los niños y los fetos en desarrollo. • Consecuencia  alteración de la expresión de un número de genes que regulan procesos clave dentro del hipocampo: función sináptica, la guía de axones, la neurogénesis, y la supervivencia celular. tareas de aprendizaje y memoria postnatales
  12. 12. Tabaco y sus efectos en el desarrollo del SNC Prenatal exposure to environmental tobacco smoke alters gene expression in the developing murine hippocampus. Mukhopadhyay, Partha; Horn, Kristin H; Greene, Robert M; Michele Pisano, M
  13. 13. Alteraciones de la serotonina y las innervaciones serotoninérgicas • Regulación niveles de serotonina  transportadores SERTs. • Alteración de la captación de serotonina  expresión de SERT aumentada significativamente en muestras tomadas de la corteza cerebral de los pacientes con síndrome de Down (SD) Neurogénesis anormal sobretodo en córtex Kanungo J, Cuevas E, Guo X, et al. Nicotine alters the expression of molecular markers of endocrine disruption in zebrafish.
  14. 14. Alteraciones de la serotonina y las innervaciones serotoninérgicas La serotonina reduce la apoptosis durante la neurogénesis  exposición a ETS puede resultar en una apoptosis del hipocampo inducida por la sobreexpresión de SERT SLC6A4 and 5-HTTLPR | Life Behind Open Walls
  15. 15. Alteraciones de las proteínas con dominios KASH • Funciones  Posicionamiento nuclear durante diversos procesos celulares y de desarrollo • Syne-1, Syne-2 y nesprin-3  localización de la membrana nuclear y unión a actina. SYNE1 Ataxia cerebelosa tipo 1 Effects of nicotine on ambulatory activity in mice. Kita, T; Nakashima, T; Shirase, M; Asahina, M; Kurogochi, Y (1988)
  16. 16. Alteraciones de las polimerasas de baja fidelidad • Mamíferos  Pol z, Pol h, Pol i, Pol k y Rev 1. • Función: evadir lesiones del DNA sin reparar Pol-k Control defectuoso del ciclo celular Exposición a ETS Neurogénesis anómala en hipocampo
  17. 17. Alteraciones en los niveles de ApoD • ApoD  familia de la lipocalina y asociado HDL plasmática. • Distribución tisular del mRNA de ApoD específica de cada especie • Todas las especies investigadas muestran una elevada expresión de ApoD en el SNC y SNP. ApoD Paciente con Alzheimer ApoD Exposición a ETS Modulation of apolipoprotein D and apolipoprotein E expression in rat hippocampus after entorhinal cortex lesión. Terrisse, Laurence; Séguin, Diane; Bertrand, Philippe; Poirier, Judes; Milne, Ross
  18. 18. Alteraciones en las modificaciones epigenéticas: HDAC2 • Modificaciones epigenéticas del ADN o de proteínas asociadas  diferenciación celular, desarrollo y comportamiento, aprendizaje y memoria. HDAC2 Exposición a ETS Abel T, Zukin RS. Epigenetic targets of HDAC inhibition in neurodegenerative and psychiatric disorders.
  19. 19. Alteraciones en la expresión de semaforinas: Sem5A • Inhibidoras crecimiento conos axónicos durante regeneración de fibras nerviosas y guía de axones Sem5A Exposición a ETS Deficiencia aprendizaje, memoria y cognición Signalling by semaphorin receptors: cell guidance and beyond. Tamagnone, Luca; Comoglio, Paolo M.
  20. 20. Alteraciones de la expresión de RBPs: Musashi-2 • Proteínas neuronales de unión específica a ARN  Musashi1(Msi-1) y Musashi2 (Msi-2) • Afectan al empalme, el transporte, la traducción y la estabilidad de los mRNA diana. • Se ha sugerido que estas dos proteínas contribuyen al desarrollo y mantenimiento de las células madre del SNC. Msi-2 Exposición a ETS Alteración neurogénesis hipocampo
  21. 21. Conclusiones • Producen problemas a nivel de diferenciación: Impide la diferenciación celular en algunos tipo de células: hematopoyesis, corazón, cerebro y sistema músculo-esquelético.  Produce alteraciones a nivel de expresión génica en el embrión.  La exposición de hESCs al humo del tabaco y a la nicotina demuestran un retraso en su diferenciación. Esto relaciona la malformación y el retraso en la formación de las capas germinales, todo esto relacionado con la alta expresión de la vía de Nodal en los blastómeros del embrión.
  22. 22. Conclusiones • Produce alteraciones a nivel del sistema nervioso y del desarrollo cerebral:  Altera los niveles de serotonina y la expresión de SERTs relacionado con el Síndrome de Down. Altera la expresión de proteínas con dominios KASH relacionado con la ataxia autosómica recesiva cerebelosa tipo 1. Produce la sobreexpresión de polimerasas de baja fidelidad aumentando el número de mutaciones y produciendo desregulaciones del ciclo celular. Altera los niveles de ApoD relacionado con la enfermedad del Alzheimer. Produce alteraciones epigenéticas a nivel de la expresión de HDACs relacionado con el desarrollo postnatal de ciertas enfermedades neurodegenerativas con problemas asociados de la depresión, la ansiedad y déficit cognitivo. Altera los niveles de expresión de proteínas semaforinas relacionado con las conexiones neuronales aberrantes. Altera los niveles de expresión de RBPs relacionado con alteraciones en la neurogénesis.

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