Estudio de la actividad neuronal de la corteza auditiva en un modelo animal de enfermedad mental con displasia cortical

Author

Robles Martínez, Ricardo

Director

Martínez Pérez, Salvador

Date of defense

2017-07-28

Pages

165 p.



Abstract

INTRODUCCIÓN.- La etiopatogenia de la esquizofrenia es desconocida, siendo en la actualidad la hipótesis más aceptada, las alteraciones del neurodesarrollo. Diversos estudios demuestran que las alteraciones morfopatológicas de la corteza frontal y temporal en pacientes esquizofrénicos serían compatibles con anomalías en los procesos de migración neuronal. La proteína LIS1 desempeña una función importante en la migración neuronal durante la formación de la corteza cerebral, así como el fosfolípido factor activador de plaquetas (PAF), por lo que es posible que LIS1 y el gen que codifica el receptor de PAF (PAFR), estén alterados de alguna manera en pacientes psicóticos. HIPÓTESIS.- La disminución significativa de interneuronas en las capas superficiales de la corteza cerebral y de la corteza auditiva primaria (A1), causarían un incremento de la actividad neuronal en el ratón mutante (Lis1/sLis1) comparado con ratones Wild Type (WT), en condiciones basales. El estudio del área auditiva del cerebro humano con lisencefalia mostraría el mismo déficit de neuronas inhibitorias en las capas superficiales de la corteza, lo que nos permitiría especular con la posibilidad de una mayor actividad cortical basal y proponer esta anomalía en la migración neuronal como la base estructural de las alucinaciones auditivas en la esquizofrenia. OBJETIVOS.- Describir las alteraciones estructurales de la corteza auditiva y estudiar la actividad basal de la corteza auditiva de los ratones mutantes Lis1/sLis1. Describir las alteraciones estructurales de la corteza temporal en el cerebro de un paciente diagnosticado de lisencefalia tipo I. Desarrollar una hipótesis fisiopatológica para explicar las anomalías estructurales que puedan estar implicadas en las alucinaciones auditivas en la esquizofrenia. MATERIAL Y MÉTODOS.- Estudiamos las cortezas auditivas de estos ratones en condiciones de ruido ambiente normal y evaluamos la activación de las neuronas corticales en estado de no excitación específica. Analizaremos mediante la expresión de genes de respuesta rápida (c-fos) la actividad neuronal. Para ello, utilizaremos los siguientes grupos: a.) Ratones grupo control: 10 ratones WT. b.) Ratones experimentales: 10 ratones mutantes Lis1/sLis1. Diseño experimental: - Estudio morfológico de la corteza auditiva de mutantes heterocigóticos mediante inmunohistoquímica y tinciones citoarquitectónicas. - Determinación de la expresión de c-fos como marcador de la actividad neuronal en la corteza auditiva, en condiciones normales. En ratones WT y ratones Lis1/sLis1 en las mismas condiciones de ruido ambiental. Para la cuantificación se usó el programa Image J y el análisis estadístico se realizó con el programa Sigmaplot v11.0. Se realizaron comparaciones pareadas de las medias de los contajes de células positivas para c-fos, entre el mutante Lis1/sLis1 y WT. Los datos fueron comparados como media más el error standard utilizando el test t de Student. - Estudio morfológico de la corteza auditiva de un cerebro humano diagnosticado de lisencefalia. RESULTADOS Y CONCLUSIONES.- En ratones WT se observa como en la corteza A1 hay escaso número de células con expresión intensa de c-fos, principalmente en capa II y V. En el ratón mutante Lis1/sLis1 se aprecia un gran aumento de neuronas intensamente c-fos positivas en las capas II, IV y V (P˂0.05). La corteza auditiva del ratón mutante Lis1/sLis1, presenta una alteración de la migración de las interneuronas GABAérgicas en la corteza A1. Presenta, además, una actividad aumentada de las neuronas de la corteza A1 en condiciones basales de ruido ambiental. La corteza temporal de un cerebro humano con lisencefalia tipo I presenta una alteración de la migración de las neuronas GABAérgicas de las capas superficiales. Las similitudes observadas en nuestro estudio entre la corteza A1 del ratón Lis1/sLis1 y la corteza temporal del humano con lisencefalia, podría ofrecernos un modelo para el estudio de las causas neurobiológicas subyacentes a las alucinaciones auditivas


INTRODUCTION.- The etiopathogenesis of schizophrenia is unknown, but currently the most accepted hypothesis it is related with the neuronal development disorders. Several studies report that morpho-pathological alterations of the frontal and temporal cortex in schizophrenic patients would be compatible with anomalies in the neuronal migration processes. LIS1 protein and phospholipid platelet activating factor (PAF) play an important role in neuronal migration during the cerebral cortex development, so it is possible that both could be altered in some way in psychotic patients. HYPOTHESIS.- Under basal conditions, the significant decrease of interneurones in the superficial layers of the cerebral cortex and the primary auditory cortex (A1) could increase neuronal activity in mutant mouse (Lis1/sLis1) compare to Wild Type (WT) mouse. The study of the auditory area of the human brain with lysencephaly would show the same deficiency of inhibitory neurons in the superficial layers of the cortex, which would allow us to speculate with the possibility of this anomaly in the neuronal migration as the base of auditory hallucinations in schizophrenia. OBJECTIVES.- To describe the structural alterations of the auditory cortex and to study the basal activity of the auditory cortex of the Lis1/sLis1 mutant mice. To describe the structural alterations of the temporal cortex in the brain of a patient diagnosed with lysencephaly type I. To develop a physiopathological hypothesis to explain the structural abnormalities may be involved in auditory hallucinations in schizophrenia. MATERIAL AND METHODS.- We study the auditory cortex of these mice under normal ambient noise conditions and evaluated the activation of cortical neurons in a non-specific excitation state. We analyze gene expression by rapid response (c-fos) neuronal activity. To do this, we will use the following groups: A.) Control group mice: 10 WT mice. B.) Experimental mice: 10 Lis1 / sLis1 mutant mice. Experimental design: - Morphological study of the auditory cortex of heterozygous mutants by immunohistochemistry and cytoarchitectural stains. - Determination of c-fos expression as a marker of neuronal activity in the auditory cortex under normal conditions. In WT and Lis1/sLis1 mice under the same ambient noise conditions. For the quantification, the Image J program was used and the statistical analysis was performed with the Sigmaplot v11.0 program. Paired comparisons of mean counts of c-fos positive cells between the mutant Lis1 / sLis1 and WT were performed. Data were compared as mean plus standard error using Student's t-test. - Morphological study of the auditory cortex of a human brain diagnosed with lysencephaly. RESULTS AND CONCLUSIONS.- In WT mice, A1 cortex show a less number of cells with intense expression of c-fos, mainly in layer II and V. In the mutant mouse Lis1 / sLis1, a large increase of intensely c-fos positive neurons is observed in Layers II, IV and V (P0.05). The auditory cortex of the mutant mouse Lis1 / sLis1 presents an alteration of the migration of the GABAergic interneurons in the cortex A1. Futhermore has an increased activity of A1 cortex neurons under basal ambient noise conditions. The temporal cortex of a human brain with lysencephaly type I presents an alteration of the migration of the GABAergic neurons of the superficial layers. The similarities observed in our study between the A1 cortex of the Lis1 / sLis1 mouse and the temporal cortex of the human with lisencephaly could provide us a model for the study of neurobiological causes related with auditory hallucinations

Keywords

Enfermedades mentales; Neuronas

Subjects

6 - Applied Sciences. Medicine. Technology; 61 - Medical sciences; 616 - Pathology. Clinical medicine; 616.8 - Neurology. Neuropathology. Nervous system

Knowledge Area

Ciencias de la salud

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