Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10201/64126

Title: Modelo celular de autismo
Issue Date: 15-Nov-2018
Date of creation: 14-Nov-2018
Publisher: Universidad de Murcia
Related subjects: CDU::6 - Ciencias aplicadas::61 - Medicina::612 - Fisiología
Keywords: Neurociencias
Autismo
Abstract: El TEA es una alteración funcional de la corteza cerebral, que presentan anomalías estructurales del neurodesarrollo que afectan a la disposición de las neuronas, así como la función sináptica y el patrón de conexiones dentro y entre columnas corticales. Desde su aspecto etiológico, el TEA tiene una importante carga genética, considerándose un desorden poligénico, derivado de una combinación de alteraciones genéticas "de novo" (mutaciones espontáneas), asociadas a una predisposición derivada de variaciones comunes heredadas. Las principales anomalías genéticas asociadas a TEA implican genes que codifican proteínas de la sinapsis. En general, son genes ligados al establecimiento, mantenimiento de las sinapsis y la plasticidad sináptica. Así, en pacientes con TEA se han descrito alteraciones del desarrollo inicial de las sinapsis en los circuitos de conexión entre áreas corticales de procesamiento complejo (que reciben y procesan de forma combinada información multimodal). La complejidad molecular observada en la predisposición a desarrollar un TEA, junto con la diversidad de fenotipos estructurales neuronales, ha hecho que los modelos animales reproduzcan solo parcialmente el TEA. Para avanzar en el estudio experimental se hace pues necesario desarrollar modelos más representativos, como son los modelos celulares derivados de células humanas. En las últimas décadas, el desarrollo de la biología de las células madre nos da medios para acceder a paradigmas experimentales sobre células derivadas de individuos con TEA. Actualmente, los modelos de células IPs derivadas de células humanas permiten profundizar en las bases moleculares y celulares del desarrollo del cerebro humano, así como las anomalías en este desarrollo, que dan lugar a trastornos como el TEA. Sin embargo, presentan problemas inherentes derivados de la manipulación experimental que conlleva la reprogramación de la expresión génica. Nos proponemos como objetivo general desarrollar un modelo celular de TEA, generando cultivos de células mesenquimales derivadas de ligamento periodontal (LP) y pulpa dental (PD) de dientes de personas con autismo, para buscar marcadores celulares y moleculares de la enfermedad. Para lo que nos proponemos los siguientes objetivos específicos: - Aislar y amplificar células madre mesenquimales de LP y PD a partir de muestras con TEA y controles. - Definir las características celulares y moleculares de estas células. - Conocer la potencialidad neural de estas células. - Comparar las propiedades de células neuronales derivadas de LP y PD con TEA con células de individuos control. Hemos extraído, cultivado y seleccionado células mesenquimales de LP y PD controles y con TEA. Una vez se han amplificado los cultivos se ha inducido a las células a diferenciarse como neuronas (pasándolas a medio neurogénico). Hemos realizado estudios de proteómica (inmunocitoquímica y Western blot) y transcriptómica (qPCR), mostrando las características moleculares y celulares de las células de LP y PD control y con TEA. Los resultados han mostrado que: 1- Se pueden aislar y amplificar células madre mesenquimales de LP y PD a partir de muestras con TEA y controles. 2- Las células de LP y PD con TEA y controles, tienen la capacidad de diferenciarse en neuronas y hemos definido los estadios del proceso de diferenciación. 3- Podemos decir que la neuronas derivadas de células mesenquimales con TEA presentan “in vitro” una alteración en la expresión de los genes y proteínas sinápticas. Estas alteraciones ponen de relieve un distribución anómala de marcadores presinapticos, junto con una alteración en la expresión de proteínas de la densidad postsináptica. ASD is a functional alteration of the cerebral cortex, which presents structural neurodevelopmental anomalies that affect the disposition of neurons, as well as the synaptic function and the pattern of connections within and between cortical columns. From its etiological aspect, ASD has an important genetic load, considering a polygenic disorder, derived from a combination of "de novo" genetic alterations (spontaneous mutations), associated to a predisposition derived from common inherited variations. The main genetic anomalies associated with ASD involve genes that encode proteins of the synapse. In general, they are genes linked to the establishment, maintenance of synapses and synaptic plasticity. Thus, in patients with ASD, alterations in the initial development of the synapses have been described in the connection circuits between complex processing cortical areas (which receive and process multimodal information in combination). The molecular complexity observed in the predisposition to develop an ASD, together with the diversity of neuronal structural phenotypes, has made animal models reproduce only partially the ASD. To advance in the experimental study it is therefore necessary to develop more representative models, such as cellular models derived from human cells. In recent decades, the development of the biology of stem cells gives us the means to access experimental paradigms about cells derived from individuals with ASD. Currently, IP cell models derived from human cells allow to deepen the molecular and cellular bases of the development of the human brain, as well as the anomalies in this development, which give rise to disorders such as ASD. However, they present inherent problems derived from the experimental manipulation that involves the reprogramming of gene expression. We propose as a general objective to develop a cellular model of ASD, generating mesenchymal cell cultures derived from the periodontal ligament (LP) and dental pulp (PD) of teeth of people with autism, to look for cellular and molecular markers of the disease. For what we propose the following specific objectives: 1. Isolate and amplify mesenchymal stem cells of LP and PD from samples with ASD and controls. 2. Define the cellular and molecular characteristics of these cells. 3. Know the neural potential of these cells. 4. Compare the properties of neuronal cells derived from LP and PD with ASD with cells from control individuals. We have extracted, cultured and selected mesenchymal cells from LP and PD controls and with ASD. Once the cultures have been amplified, the cells have been induced to differentiate as neurons (passing them to neurogenic medium). We have carried out studies of proteomics (immunocytochemistry and Western blot) and transcriptomics (qPCR), showing the molecular and cellular characteristics of the PD and PD control cells and with ASD. The results have shown that: 1. Mesenchymal stem cells of LP and PD can be isolated and amplified from samples with ASD and controls. 2. LP and PD cells with ASD and controls have the ability to differentiate into neurons and we have defined the stages of the differentiation process. 3. We can say that neurons derived from mesenchymal cells with ASD present "in vitro" an alteration in the expression of genes and synaptic proteins. These alterations highlight an anomalous distribution of presynaptic markers, together with an alteration in the expression of postsynaptic density proteins
Primary author: Martínez Morga, Marta
Director: Bueno López, Carlos
Quesada Rico, Mari Paz
Faculty / Departments / Services: Escuela Internacional de Doctorado
Published in: Proyecto de investigación:
URI: http://hdl.handle.net/10201/64126
Document type: info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
Number of pages / Extensions: 155
Rights: info:eu-repo/semantics/openAccess
Appears in Collections:Ciencias de la Salud

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