Neurociencia con Juan Perucho en el IES Rosa Chacel
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NEUROCIENCIA
GENOMA HUMANO
Servicio de Neurobiología Investigación
Hospital Ramón y Cajal
BIOINFORMÁTICA
1) Acumulación de proteínas anómalas
• huntingtina en EH (Gusella y Macdonalds 2006)
• α-sinucleina en EP… (Li y cols 2004)
• β-amiloide y tau en EA (Grundke-Iqbal y cols 1986)
• “tau” en Taupatías…
2) Diagnóstico y clínica compleja en etapas iniciales y tardías
• Aparición de demencia en etapas finales de EP…• Demencias con acúmulos de α-sinucleína…• Uso de mutantes para diagnóstico temprano
Neurociencia: Aspectos comunes en neurodegeneración
α-sinucleina
huntingtina
INTRODUCCIÓN: Enfermedad de Alzheimer
1ª E. Neurodegenerativa
• Espontánea• Familiar
Formación placas proteína amiloide
1ª E. Neurodegenerativa
• Espontánea• Familiar
Formación placas proteína amiloide
Neurodegeneración progresiva
Ovillos neurofibrilares proteína Tau
INTRODUCCIÓN: Enfermedad de Alzheimer
Enfermedad Parkinson
2º E. Neurodegenerativa
Factores genéticos Desencadenantes ambientales
Pérdida de neuronas dopaminérgicas, cuerpos Lewy
Pérdida de DA > 80% Estriado
Bradiquinesia, rigidez, temblor... Déficit cognitivos, depresión...
INTRODUCCIÓN: Enfermedad de Parkinson
Factores GenéticosFactores Ambientales
•Manganeso•MPTP
•Rotenona•Paraquat•Virus, EP
postencefalítico “El 15 % de los pacientes tiene parientes afectados” Gowers 1900
Alteraciones en diferentes genes provocan EP
hereditaria
+
Causas de la pérdida de neuronas DAérgicas en EP:
• disfunción mitocondrial• aumento del estrés oxidativo• fallo de los sistemas de degradación de proteínas• activación microglial
1) ¿“IN SILICO”?
2) IN VITRO
• Líneas establecidas (líneas “inmortalizadas”, tumorales)
• Cultivos primarios (embrionarios)
• “Esplantes” celulares (procedentes de tejidos “accesibles”)
Investigación: Modelos de estudio
3) MODELOS ANIMALES
- APPswe modelo de Alzheimer
- PK-KO modelo de Parkinson
- R6/1 modelo de Huntington
- Tau modelo de Taupatías
Investigación: Modelos de estudio
3) MODELOS ANIMALES
- APPswe modelo de Alzheimer
- PK-KO modelo de Parkinson
- R6/1 modelo de Huntington
- Tau modelo de Taupatías
Investigación: Modelos de estudio
PK-KO / TauAPP / PK-KOR61 / PK-KO
MATERIAL Y MÉTODOS: Comportamiento
Control peso, postura…
Longitud pisadas
Rota-Rod
Acti-Track
Y-Maze
Aversiones…
Cátodo (-)Ánodo (+) Membrana
Anticuerpo primario
Anticuerpo Secundario
Sustrato fluorescente
Producto
insoluble
MATERIAL Y MÉTODOS: Western Blot
RESULTADOS: Agregados de β-amiloide (WB)
WT
APP
APP/P
K +
/-
PK +
/-
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4**
***
-A
mylo
id /
-acti
na
APP
APP/P
K +
/-
0.0
0.1
0.2
0.3
-A
mylo
id /
-acti
n
40 KDa 80 KDa
52 kDa
70 kDa
24 kDa
38 kDa
β-actin
• Mayor expresión de APP “endógeno” (40 KDa) en líneas APP y APP-PK
• Similar expresión de inserto humano mutado en APP y APP-PK (80 KDa)
Modelo APP-PK
MATERIAL Y MÉTODOS: Preparación muestras IHQ y WB
WB y ELISA
Preparación de las muestras
Homogenado hemicerebro
PBS + inhibidores
GUANIDINA
PBS + Inhibidores
ELISA Fracción Soluble β-Amiloide
Western Blot
ELISA Fracción Total β-Amiloide
Modelo APP-PK
Western Blot
Histología
MBL β-amiloide (39-42) Abcam β-amiloide (1-42) Anti GFAP Anti tau-5 TUNEL
β-amiloide TUNEL+
GFAPTauHoescht
RESULTADOS: Placas de β-amiloide en corteza, APP-PK+/-1
2-m
ese
s1
6-m
ese
s WT APP/ PK+/- PK+/-
WT APP/ PK+/- PK+/-
APP
APP
Modelo APP-PK
RESULTADOS: Reacción astroglial, TUNEL
WT
APP PK+/- PK+/-
AP
P
Modelo APP-PK
GFAP, Hoescht, Tau5
WT
APP APP+
WT+
Mezcla
TUNEL+ Hoescht
Célula normal TUNEL+
Servicio de Neurobiología Investigación
Hospital Ramón y Cajal
1) Ciencia “nueva”, muy reciente.
• 1919 Levene, bases nitrogenadas
• Astbury 1937 (estructura regular)
• 1940 chargaff
• 1953 Watson, Franklin y Crick
2) Errores en divulgación / interpretación
• Mendel
• “Gen egoista” (Richard Dawkins)
• Valoración hexones / intrones y %
• Divulgación errónea (Ética)