Descripción: se encuentra en franco aumento a nivel mundial, y dada la ausencia de un tratamiento eficiente se proyecta como uno de los grandes desafíos en el campo de la salud con injerencia social y económica para las sociedades modernas. Se caracteriza por la presencia de depósitos extracelulares de péptidos amiloides en el parenquima cerebral y agregados intraneuronales de proteína Tau hiperfosforilada. Además, se hace evidente un cuadro de neuroinflamación crónica, desregulación de la autofagia neuronal y daño vascular. En este sentido, el estudio integrado deneuronas, células gliales y vasculares –constituyentes de la unidad neurovascular- ha cobrado relevancia en los últimos años. En esta Tesis se planteó como principal objetivo estudiar el rol de las células microgliales, astrogliales y endoteliales –así como la interacción entre ellas- durante la instalación del cuadro neuroinflamatorio en etapas tempranas de la patología. Asimismo, se evaluó en etapas avanzadas si el sistema degradativo por autofagia se encontraba afectado en estas células no-neuronales. Para ello se empleó la cepa de ratones transgénicos PDAPP-J20, modelo animal ampliamente validado en la bibliografía, y modelos in vitro de la patología empleando los tipos celulares mencionados. En etapas tempranas de la enfermedad –antes de la presencia de depósitos amiloides- los ratones PDAPP-J20 presentan activación en la microglía y astroglia en el hipocampo. Sin embargo, la vasculatura no evidencia alteraciones ni en su morfología ni en su densidad. En etapas avanzadas, en cambio, la vasculatura cerebral presenta signos de atrofia y eventos detectables de daño vascular. Las células de la microglía y astroglía exhiben una evidente hipertrofia de su soma en la cercanía a placas amiloides, lo cual se asocia en parte a la acumulación de proteínas involucradas en el proceso de autofagia. En este sentido, en este trabajo de Tesis aporta evidencia original acerca del flujo autofagico en las células astrogliales en la cercanía de placas amiloides. Las células de la microglía, por su parte, presentan un impedimento en el flujo autofágico durante la estimulación crónica con péptidos amiloides fibrilizados y en el hipocampo de ratones PDAPP-J20. Por otro lado, la comunicación entre células astrogliales y endoteliales se vió afectada por el proceso de envejecimiento en este modelo animal. Los estudios realizados en sistemas in vitro demostraron que las células endoteliales son capaces de responder directamente a péptidos amiloides, pero también indirectamente a través de factores solubles liberados por microglía y astroglía que actuarían a través del receptor de moléculas asociadas al daño RAGE. Finalmente, el análisis por espectrometría de masa de la fracción proteica obtenida a partir de una muestra enriquecida en microvasculatura cerebral evidenció que los sistemas de metabolismo de ARN (principalmente la traducción y el splicing) se encuentran especialmente alterados en células vasculares durante etapas avanzadas de la patología. En su conjunto, estos resultados sugieren que hay claros indicios de instalación de un cuadro neuroinflamatorio en una etapa temprana de la patología, que contribuye a la progresiva disfuncion de la Unidad Neurovascular. En etapas avanzadas, alteraciones en la autofagia astroglial y microglial así como en los sistemas metabólicos básicos de las células endoteliales sugieren un cuadro de pérdida de homeostasis que probablemente promueva la exacerbación del proceso patológico.

Descripción: El epitelio olfatorio produce neuronas sensoriales durante toda la vida, que extiendenaxones a lo largo del nervio olfatorio y establecen sinapsis integrándose al circuito del bulboolfatorio. Este nervio es plástico y regenera luego de daño. Los axones sensoriales estánasociados a la glía envolvente olfatoria, a la cual se atribuye la permisividad para el reemplazo deneuronas sensoriales, ya que produce factores neurotróficos y promueve el crecimiento axonal,tanto in vitro como en modelos de daño. Sin embargo, prácticamente se desconocen losmecanismos subyacentes a este sostén del crecimiento axonal y a su potencial participación en elmantenimiento del circuito olfatorio. La glía envolvente forma redes mediadas por uniones comunicantes (gap junctions),formadas por conexinas, que en otros tipos de glía acompañan remodelaciones asociadas a dañoy son esenciales para sostener funciones gliales. La glía envolvente expresa principalmenteconexina 43 (Cx43), que podría ser esencial para el mantenimiento del nervio, promoviendo laliberación concertada de neurotrofinas o participando como molécula de adhesión. Evaluamos si la degeneración/regeneración posteriores al daño del nervio olfatoriose asocian con plasticidad en las redes gliales asociadas. Durante la recuperación del sistemaluego de un daño, observamos inmunorreactividad reducida para Cx43 en la glía envolvente yaumento de dicha inmunomarca en el bulbo olfatorio, sugiriendo el remodelado diferencial deredes gliales durante la regeneración del nervio. Evaluamos también si la Cx43 media la conectividad de la glía envolvente y sostienela integración de neuronas sensoriales nuevas, utilizando ratones genéticamente modificadospara reducir la expresión de Cx43 en la glía envolvente. La reducción de la expresión fue eficientey selectiva. En estos animales, la glía envolvente mostró menor conductancia de membrana ymenor sensibilidad a un bloqueante de gap junctions, sugiriendo un acople reducido de la red. Además, estos ratones mostraron reducción en el número de interneuronas positivas para lahidroxilasa de tirosina en el bulbo, parámetro informativo de una entrada sensorial deficiente. Enun ensayo olfativo de habituación-deshabituación, estos ratones mostraron reducción en lostiempos de exploración a estímulos olfativos y reducción del número de células positivas para cfosreclutadas en el bulbo ante estímulos. Estos resultados indican que la Cx43 es necesaria parauna función normal del circuito olfatorio. Esta tesis contribuye al conocimiento sobre propiedades fisiológicas de la glía envolvente yaporta un modelo para identificar mecanismos subyacentes a sus propiedades neurotróficas invivo, de potencial aplicación en terapias neuroregenerativas.

Descripción: El glaucoma, una de las principales causas de ceguera irreversible, se caracteriza por una pérdidaprogresiva de las funciones visuales, que se asocia a la muerte de células ganglionares retinianas (CGRs) y atrofia de la cabeza del nervio óptico (NO). El principal factor de riesgo es el aumento dela presión intraocular (PIO). Aunque el glaucoma fue concebido como una enfermedad limitada alojo, los axones de las CGRs son extraoculares, con componentes intraorbitales e intracraneales. Eneste trabajo de Tesis se examinaron los efectos del glaucoma experimental agudo y crónico sobre elsistema visual consciente (SV-C) y el sistema visual no formador de imagen (SV-NFI). El SV-C enla rata, se compone de las CGRs clásicas y sus axones que proyectan al colículo superior (CS) y alnúcleo geniculado lateral (NGL). El SV-NFI se compone por las CGRs intrínsecamente fotosensiblesque expresan melanopsina (CGRsm) y proyectan a los núcleos supraquiasmáticos (NSQ), al núcleopretectal olivar (NPO) y al intergeniculado (IG), que participan en la sincronización del relojcircadiano y el reflejo pupilar, entre otros. El modelo de glaucoma agudo consistió en un aumento dela PIO a 70 mm de Hg durante 90 min (hipertensión ocular aguda, HOA), en tanto que el glaucomacrónico se indujo a través de inyecciones intracamerales de condroitín sulfato (CSU), una vez porsemana, durante 15 semanas. A los 7 días post-HOA se observó una alteración significativa de lafunción y estructura retinianas, con una pérdida significativa de CGRs, así como cambios astro- ymicrogliales en el CS y una disminución en el transporte anterógrado desde la retina al CS y NGL,pero no a los NSQ y al NPO. El número de CGRsm, los niveles de melanopsina y el reflejo pupilarconsensual permanecieron inalterados aún a las 4 semanas post-HOA. La administración de CSU por 6 semanas indujo alteraciones en la función retiniana y en la vía visual, una disminución en eltransporte anterógrado a todas las áreas de proyección y cambios gliales a nivel del NO, el CS y laretina. En el CS, estas alteraciones incluyeron una marcada respuesta micro- y oligodendroglial y unamoderada respuesta astrocitaria, que se acompañaron de una disminución del contenido lipídico. Alas 15 semanas de glaucoma crónico, estas alteraciones fueron más marcadas e incluyeronalteraciones en los axones, sin afectar el número de neuronas coliculares. La minociclina previnoalgunas de las alteraciones inducidas por la hipertensión ocular crónica, como el déficit en eltransporte anterógrado desde la retina al CS. En cuanto al SV-NFI, el glaucoma crónico indujo unacaída significativa en el número de CGRsm y los niveles de melanopsina, así como en el transportedesde la retina a los NSQ y el NPO, con una disminución en el reflejo pupilar consensual. En suma,los resultados obtenidos en esta Tesis aportan datos de relevancia respecto a la participación de lasáreas visuales post-retinianas en el daño glaucomatoso. Palabras clave: células ganglionares, glaucoma, glía, hipertensión ocular, minociclina, sistema visualconsciente, sistema visual no formador de imagen, transporte axonal.

Descripción: El enriquecimiento ambiental favorece tanto el desempeño conductual en pruebas de aprendizaje motor como la recuperación de comportamientos motores afectados en modelos de injuria de la corteza motora. La mejoría ha sido generalmente asociada a plasticidad neuronal. Observaciones recientes han puesto de manifiesto el rol protagónico que llevan a cabo las redes astrogliales en la fisiología de la corteza cerebral y otras regiones cerebrales. En esta Tesis se analizan los efectos del enriquecimiento ambiental sobre la configuración de las redes astrogliales en la corteza motora, a los fines de ampliar el conocimiento de los mecanismos que subyacen a la neuroplasticidad, con potenciales implicancias en el diseño de abordajes terapéuticos. En ella se evalúa el impacto del enriquecimiento ambiental sobre los patrones de expresión de marcadores inmunohistoquímicos neuronales y astrogliales asociados a procesos de plasticidad en la corteza motora de la rata, así como sobre la configuración de las redes de acoplamiento astroglial, mediante experimentos de dye-coupling realizados en rebanadas frescas de cerebro. Los resultados obtenidos muestran que en condiciones control las redes de acoplamiento astroglial en la lámina I exhiben una mayor densidad celular que en la lámina II-III. Se describe, asimismo, la implementación de un modelo de enriquecimiento ambiental cuyo efecto es compatible con la inducción de una expansión selectiva del gliopilo cortical en las láminas II-III, acompañada de una reducción generalizada de la densidad de marca de conexina 30 en ambas láminas. Los hallazgos muestran que la plasticidad inducida en la corteza motora por exposición a enriquecimiento ambiental involucra cambios a nivel de las redes de acoplamiento astroglial, constituyendo un posible mecanismo mediante el cual el componente astroglial podría participar en la recuperación observada en patologías inducidas por injurias mecánicas, cerebrovasculares u otras.

Descripción: La neuritis óptica (NO), una enfermedad inflamatoria y desmielinizante del nervio óptico que puede provocar ceguera irreversible, es una de las neuropatías más frecuentes en la práctica oftalmológica. Al presente, no se dispone de estrategias terapéuticas suficientemente eficaces para el tratamiento de esta enfermedad. En este trabajo de tesis, desarrollamos un nuevo modelo de NO experimental (NOE) primaria a través de la microinyección de lipopolisacárido bacteriano (LPS) en el nervio óptico, que reproduce características centrales de esta enfermedad. Las consecuencias funcionales e histológicas de la NOE inducida por LPS podrían dividirse en una fase temprana caracterizada por alteraciones funcionales, reactividad de microglía/macrófagos y transporte anterógrado alterado; seguida de una fase tardía en la que se evidenció gliosis, desmielinización, pérdida de axones y de células ganglionares retinianas. Utilizando este modelo, evaluamos el potencial terapéutico de la melatonina y de un paradigma no invasivo, la exposición a ambiente enriquecido (AE) en el tratamiento de la NOE. Por primera vez, los resultados obtenidos demuestran que ambas estrategias son capaces de prevenir y reducir la progresión del daño funcional e histológico inducido por NOE. Finalmente, se analizó la contribución de la pérdida de integridad de la barrera hemato-encefálica y se demostró que el reclutamiento de monocitos desempeña un rol clave en etapas tempranas de daño de la vía visual inducida por NOE. En suma, estos resultados aportan información novedosa para la comprensión de los mecanismos involucrados en el daño inducido por NO y sugieren que tanto la melatonina, como la exposición a AE u otras estrategias destinadas a reducir el reclutamiento de monocitos en el nervio óptico podrían constituir nuevas estrategias terapéuticas para mejorar la función visual y consecuentemente la calidad de vida de pacientes con NO.