Caracterización del papel de WIP en morfogénesis neuronal

Resumen

La gran complejidad del sistema nervioso depende en gran parte de la polaridad morfológica de las neuronas. Por este motivo, es importante que la neuritogénesis se inicie en el lugar y momento adecuados para poder establecer conexiones adecuadas con las dianas correctas. Diferentes señales extracelulares modulan la neuritogénesis a través de eventos intracelulares como transducción de señales, exocitosis y endocitosis y reorganización del citoesqueleto. WIP, la proteína que interacciona con la proteina del síndrome de Wiskott-Aldrich (WASP), interacciona con actina y está implicada en la regulación de la polimerización localizada de actina en células como fibroblastos y linfocitos. A pesar de sus funciones conocidas en células no neuronales, el papel de WIP en el sistema nervioso central nunca se ha examinado. En este trabajo de tesis empleamos ratones deficientes en WIP para analizar la función de WIP en neuronas mediante técnicas de imagen, ensayos in vitro de ganancia y de pérdida de función así como electroporación in utero como aproximación in vivo. Describimos la expresión de WIP en células neurales murinas embrionarias y adultas e indicamos que las neuronas primarias de hipocampo WIP-/- en diferenciación presentan un aumento en el área del soma además de ramificaciones neuríticas y dendríticas prematuras que son más evidentes en estadíos tempranos de desarrollo. La deficiencia de WIP también incrementa la amplitud y la frecuencia de corrientes excitatorias postsinápticas miniatura, lo que sugiere que las neuronas WIP-/- elaboran sinapsis más maduras que las neuronas control. Nuestros datos describen que la pérdida de WIP en neuronas primarias altera la distribución subcelular de factores promotores de la nucleación de actina con capacidad de unión a WIP, como N-WASP y cortactina. La inhibición de la actividad de N-WASP con wiskostatina aproxima el fenotipo de las neuronas WIP-/- inmaduras al de las células control, reforzando la contribución de WIP a la regulación de la actividad de N-WASP en neuritogénesis. Nuestros resultados demuestran el papel esencial de la acción cooperativa de WIP-cortactina-N-WASP en el control de la morfogénesis neuronal y la formación de redes neuronales. Además, en este trabajo mostramos que el incremento en la ramificación neurítica y en el tamaño del soma descrito en neuronas primarias WIP-/- inmaduras correlaciona con una reducción significativa en la actividad de la vía mTORC1/p70S6K. El bloqueo de la actividad quinasa de mTORC1 con rapamicina en estadíos tempranos de la diferenciación neuronal incrementa la ramificación neurítica y el área del soma en neuronas control. La ausencia de WIP también se asocia con una potenciación de la vía PI3K/Akt/mTORC1 en corteza E17. En resumen, estos resultados presentan a WIP como un nuevo regulador negativo de la maduración neuronal y sináptica.