La inhibición condicional de la expresión de la tirosina quinasa c-Abl en precursores corticales disminuye la neurogénesis en ratones

Abstract

La corteza cerebral empieza a formarse a partir de células precursoras neurales (NPC), las cuales son de diferenciarse en distintos tipos de neuronas que conforman las capas de la corteza, y posteriormente en células gliales. Aunque se conocen diversas vías de señalización que han sido asociadas con este proceso durante el desarrollo de la corteza, los mecanismos celulares y moleculares que controlan cómo la corteza se desarrolla, no son del todo comprendidos aún. Por otro lado, uno de los dos nichos neurogénicos que se mantiene en la adultez, es la zona subgranular del giro dentado, en el hipocampo. Esta región es de gran interés, ya que se ha relacionado la neurogénesis adulta con el aprendizaje, memoria y comportamiento. No obstante, aunque se comprenden los mecanismos generales involucrados en la neurogénesis adulta, todavía no se conocen varios de los componentes moleculares ni las vías involucradas en estos procesos. En este contexto, la tirosina quinasa no-receptora c-Abl, está involucrada en varios procesos relacionados con el desarrollo del sistema nervioso, como el crecimiento del cono axonal, dendrogénesis y sinaptogénesis. Sin embargo, sus contribuciones a estos procesos no son del todo comprendidas. El propósito central de esta memoria de tesis, se enfocó en evaluar el rol de c-Abl durante el proceso del desarrollo de la corteza cerebral embrionaria y la neurogénesis adulta. El modelo animal utilizado en este estudio, se generó a partir de la cruza de ratones Ablflox/flox con ratones Emx1-Cre, y varias cruzas de su descendencia, para eliminar c-Abl específicamente en las NPC, obteniendo ratones nulos condicionales para c-Abl (Abl cKO). Para estudiar el efecto de la ausencia de c-Abl in vivo, se utilizaron cortes coronales de cerebros embrionarios de E15,5, en los cuales se evaluó el grosor de la corteza y se cuantificó el número de NPCs y neuronas, a través del análisis de inmunofluorescencia para marcadores específicos de NPC (Pax6 y Tbr2) y de neuronas (βIII-tubulina y Tbr1). Además, para evaluar el efecto en el cerebro adulto, de la ausencia condicional de c-Abl en las NPCs embrionarias, se cuantificó el número de NPCs y neuronas inmaduras, mediante el análisis de inmunofluorescencias para marcadores específicos para NPC (Sox2) y neuronas inmaduras (DCX). Se encontró que los embriones Abl cKO tenían menos progenitores intermedios Tbr2+ y neuronas Tbr1+, en comparación a los embriones Abl WT. Consecuentemente, los embriones Abl cKO tenían una corteza más delgada que los embriones WT. Por último, los cerebros adultos de ratones Abl cKO presentaban menos NPCs y menos neuronas inmaduras. En conjunto, los resultados sugieren que c-Abl podría tener un rol importante en la regulación de la neurogénesis embrionaria y adulta, probablemente, regulando el proceso de diferenciación de las células precursoras neurales

The conditional inhibition of the expression of the tyrosine kinase c-Abl in the cortical precursors decrease the neurogenesis in mice The brain cortex develops from neural precursors cells (NPCs), which can differentiate to different types of neurons and glial cells. Although several signaling pathways have been associated with this process during the development of the brain cortex, the cellular and molecular mechanisms that control how the brain cortex develops are not fully understood yet. Conversely, one of the neurogenic niches that it’s conserved through adulthood, is the subgranular zone of dentate gyrus from the hippocampus. This niche is of particular interest since the adult neurogenesis in the hippocampus had been related to memory and learning. Even though, the molecular mechanisms underlying the adult neurogenesis still aren’t completely unveiled. In this regard, the non-receptor tyrosine kinase c-Abl is involved in many processes related to the development of the nervous system such as growth cone, axonal pathfinding and synapsis, however, its role in NPC biology during cortical development has not been completely studied. Thus, the aim of this thesis was to evaluate the role of c-Abl during cortical development and in adult neurogenesis. The animal model used in this project was generated by crossing Ablflox/flox mice with Emx1-Cre mice, to specifically ablate c-Abl in NPCs, and obtained c-Abl conditional knockout (Abl cKO) mouse embryos. To evaluate the effect of the absence of c-Abl from NPC in vivo, E15.5 brains were collected to assess proliferation and differentiation, and to quantify the number of NPCs and embryonic newly-born neurons in cortical sections by immunofluorescence analysis using specific NPC (Sox2, Pax6 and Tbr2) and neuronal (βIII-tubulin and Tbr1) markers. Also, to investigate the effect of the conditional loss of c-Abl on the adult brain, the number of NPCs and immature neurons were quantified by immunofluorescence analysis using specific markers Sox2 for adult NPCs and DCX for adult newly-born neurons. It was found that the E15.5 Abl cKO embryos had less Tbr2+ intermediate progenitors and Tbr1+ neurons than Abl wild type embryos. And consequently, Abl cKO embryos had a thinner cortex than c-Abl wild type embryos. Finally, in the adult brains from Abl cKO, there were fewer NPCs and less immature neurons. The data presented here suggest that c-Abl might have an important role in regulating embryonic cortical development and adult neurogenesis