Los astrocitos son muy activos tanto en un contexto fisiológico como fisiopatológico, siendo la astrogliosis reactiva un componente prominente de varios trastornos neurológicos. La astrogliosis reactiva, con la característica regulación al alza de GFAP y otras proteínas IF, es una respuesta defensiva positiva que parece ayudar a manejar el estrés celular agudo, limitar el daño tisular y restaurar la homeostasis en el cerebro o la médula espinal. Sin embargo, parece que la astrogliosis reactiva persistente puede volverse inadaptada y reducir la regeneración y el grado de recuperación funcional.
Proteína ácida fibrilar glial (GFAP) y el sistema de filamentos intermedios de astrocitos en enfermedades del sistema nervioso central
1. Proteína ácida fibrilar glial (GFAP) y el sistema
de filamentos intermedios de astrocitos en
enfermedades del sistema nervioso central
Paula Valeria Garzón Gonzalez
Leidy Alejandra Giraldo Martínez
Daniel Alejandro Zapata Sánchez
2. SISTEMA DE FILAMENTOS INTERMEDIOS (IF)
- Fibras proteicas
resistentes y flexibles.
- Función estructural y
mecánica.
TIPO III: Vimentina, GFAP.
TIPO IV: Sinemina.
TIPO VI: Nestina.
CITOESQUELETO
3. Astrocito: célula clave en el SNC
- Mantener homeostasis
neuronal.
- Progenitores
neuronales.
- Integra funciones de
todos los elementos
del tejido nervioso.
- Participan activamente
en muchos aspectos de
la fisiología y la
patología del SNC
https://www.sciencellonline.com/mouse-astrocytes-412.html
4. ASTROGLIOSIS REACTIVA
Cambio
característico
en la morfología
y función de los
astrocitos
Trastornos
neurológicos
Afecta la
progresión de la
enfermedad y el
proceso de
recuperación.
Expresión alterada de
muchos genes y la
regulación al alza de
GFAP (sello distintivo
de los astrocitos
reactivos)
Alzheimer
En un modelo de ratón con
enfermedad de Alzheimer
se demostró que los
astrocitos reactivos no
se estaban dividiendo y
asumían un fenotipo
activado por inmunidad.
8. ASTROCITOS REACTIVOS Y COMUNICACIÓN NEURONAL
Sinapsis
tripartita
Glutamina sintetasa
Hiperexcitabilidad
circuitos neuronales
del hipocampo.
9. EL SISTEMA DE FILAMENTOS INTERMEDIOS (IF) EN ASTROCITOS
● Citoesqueleto.
● Expresión específica.
10 Isoformas
Astrocitoma
grado IV
-Potencial migratorio.
-Disminución GFAP.
10.
11. AUSENCIA DE SISTEMA IF EN ASTROCITOS
IF de astrocitos
reactivos
GFAP -/-
Vim -/-
GFAP, vimentina,
nestina, synemin
- Tejido nervioso menos resistente.
- Formación alterada de cicatriz glial.
- Pérdida sináptica más prominente.
- Regeneración sináptica y axonal.
- Integración de injertos neurales.
- Mayor diferenciación neuronal.
Ausencia de IF
citoplásmicos
12.
13. EXPRESIÓN de ISOFORMA GFAP en GLIOSIS REACTIVA y
ASTROCITOMA de ALTO GRADO
ASTROCITOMA
ALTAMENTE REACTIVO
Nestina y GFAPẟ
- Cambio en la expresión de
integrina.
- Disminución de plectina.
- Aumento de laminina.
- Red de IF anormal.
14. Proteínas de filamento intermedio (nanofilamentos) en astrocitos y gliosis reactiva
Proteína IF de
astrocito
Expresión en astrocitos reactivos
Ratón / Humano
Longitud de la
proteína (aa)
Transcripción
Ratón Humano
GFAP⍺
GFAPβ
GFAPɣ
GFAPẟ
GFAPk
GFAPξ
GFAPΔ135
GFAPΔ164
GFAPΔexón6
GFAPΔexón7
Vimentina
Nestina
Synemin H/A
Synemin M/B
Aumentado / aumentado
Aumentado / aumentado
Aumentado / no expresado
Aumentado / aumentado
Aumentado / aumentado
Aumentado / aumentado
Por debajo de detección /aumentado
No expresado / no claro
Por debajo de detección / no claro
Aumentado / aumentado
Aumentado / aumentado
Aumentado-sin cambios / aumentado
Aumentado-sin cambios / aumentado
Aumentado-sin cambios / aumentado
430
*
*
428
433
*
385
368
341
400
466
1846
1561
1259
432
*
*
431
438
*
387
366
347
406
466
1621
1565
1253
Exón 1–9 (canónico)
Sitio de inicio alternativo aguas arriba
Carece exón 1, incluye últimos 126 pb del intrón 1
Exón 1–7a
Exón 1–7b
Incluye los últimos 284 pb del intrón 8-9
Parte del exón 6 eliminado
Parte del exón 6 y el exón 7 eliminados
Exón 6 eliminado
Exón 7 eliminado
Longitud total
Longitud total
Isoforma de empalme
Isoforma de empalme
* Solo se cuantificaron las secuencias de ARNm parciales pero específicas, se desconoce su longitud completa.
15. CONCLUSIONES
- GFAP participa en
funciones fisiológicas y
fisiopatológicas.
- La gliosis reactivas
también puede producir
efectos positivos como
una mayor resiliencia al
estrés celular agudo
(aumento de la
neuroprotección).
http://news.bioscholar.com/wp-
content/uploads/2010/07/Astrocyte.jpg
Notas del editor
FIGURA 1. Los astrocitos reactivos muestran una regulación positiva de la proteína IF GFAP e hipertrofia de los procesos celulares, pero permanecen dentro de sus dominios embaldosados.
(a) El neurotrauma desencadena la gliosis reactiva, como se muestra aquí 4 días después de la lesión de la corteza entorrinal, que conduce a una desaferenciación parcial de la circunvolución dentada del hipocampo. Los haces de filamentos intermedios se visualizaron con anticuerpos contra GFAP (verde) y revelan hipertrofia de procesos celulares de astrocitos reactivos (derecha) en comparación con aquellos en el hipocampo ileso (izquierda).
(b) Representación esquemática de la reacción de astrocitos al neurotrauma. A pesar de que los procesos principales de los astrocitos reactivos se vuelven más gruesos (y por lo tanto aparecen más tiempo, comparar los círculos), los astrocitos reactivos permanecen dentro de sus respectivos dominios embaldosados, es decir, acceden a un volumen comparable de tejido cerebral.
(c) Astrocitos reactivos que rodean una placa amiloide en la corteza de un ratón con enfermedad de Alzheimer (ratón APP-PS1 de 6 meses de edad). Todos los astrocitos tienen un núcleo rojo (expresión de sox-2) y algunos de ellos muestran un aumento importante en la inmunorreactividad de GFAP (verde). (d) y (e) Una visión general de la corteza de ratones adultos inmunoteñidos para GFAP (rojo) y núcleos celulares (azul) en un ratón lesionado y 72 horas después de una lesión cerebral traumática (TBI, modelo de caída de peso), mostrando esta última gliosis reactiva Barra de escala: 20 mm (a, c) y 1 mm (d, e). (a) y (b) fueron reproducidos de, (c) - (e) se obtienen de Willem Kamphuis y Oscar Stassen (Hol lab).
Intermediate filament proteins in astrocytes. A scheme of the different GFAP isoforms, vimentin, nestin, and synemin in mouse astrocytes. The
head, rod, tail domains are indicated. The different GFAP isoforms mainly differ in the length of the rod domain and the sequence of the tail.
However, it needs to be remarked that the N-termini of GFAPDexon 7, D164, and Dexon6 have not been determined by full length cloning. The
domains that are similar in each protein have the same shape and colour. GFAPa and GFAPD135 have the same C-terminus (green); GFAPDexon
7, D164, and Dexon6 also have a same C-terminus (dark purple). GFAPd and GFAPk have unique C-termini. Specific antibodies against C-termini
are available;
FIGURA 2. Los astrocitos son muy activos tanto en un contexto fisiológico como fisiopatológico, siendo la astrogliosis reactiva un componente prominente de varios trastornos neurológicos. La astrogliosis reactiva, con la característica regulación al alza de GFAP y otras proteínas IF, es una respuesta defensiva positiva que parece ayudar a manejar el estrés celular agudo, limitar el daño tisular y restaurar la homeostasis en el cerebro o la médula espinal. Sin embargo, parece que la astrogliosis reactiva persistente puede volverse inadaptada y reducir la regeneración y el grado de recuperación funcional.