COMPOSICIÓN DEL CSF-E

Como queda patente en los apartados anteriores, es necesario un adecuado conocimiento de los componentes del CSF-E para poder entender cómo dicho fluido ejerce sus acciones biológicas. Este hecho ha llevado a la realización de una serie de estudios sobre su composición, que han conducido en los últimos años a un conocimiento más profundo (mediante western-blot, análisis proteómico y detección de moléculas por HPLC) de la composición de este fluido, que es compleja y contiene múltiples productos de expresión génica entre los que se encuentran factores de crecimiento (FGF2 y EGF entre otros), citoquinas, morfógenos como el retinol, proteoglicanos, apolipoproteínas, RBP, etc.

19 Birge et al., 1974 y Dziegielewska et al., 1980b, demostraron que el CSF de embriones de pollo es treinta veces más rico en proteínas que en el adulto. La concentración de proteínas en el CSF-E ha sido estudiada en numerosas especies. En pollo y en oveja se incrementa progresivamente durante el periodo embrionario tardío, mientras que disminuye en los estadios fetales. En ratas sin embargo, esta disminución no ocurre hasta después del nacimiento, esto sugiere de nuevo que las diferencias filogenéticas juegan un papel importante en la maduración del CSF (Dziegielewska et al., 1980a; Checiu et al., 1984; Fielitz et al., 1984).

La comparación de los proteomas del CSF-E de pollo y de rata, muestra la conservación de proteínas de conocida actividad morfogenética, como el sistema de internalización del retinol (RBP); sin embargo dentro de este patrón común, existen notables diferencias entre la composición del CSF-E de aves y roedores que podrían estar relacionadas con variaciones filogenéticas en el desarrollo cerebral. En el CSF-E de rata, se observa una mayor presencia de miembros de la familia de las apolipoproteínas, productos génicos implicados en el transporte de lípidos para la formación de la mielina de las neuronas y en la activación de la vía de señalización de las MAP-quinasas. De estos datos se desprende que el CSF-E contiene moléculas de elevado valor biológico que podrían estar implicadas en distintos aspectos del desarrollo cerebral (Gato et al., 2004; Parada et al., 2005b; Parada et al., 2006).

Fig. 12. Resultados del análisis proteómico (electroforesis 2D, secuenciación de proteínas y búsqueda de péptidos en bases de datos) del CSF-E de pollo. En él se muestra la presencia de, al menos, 26 productos génicos, que incluyen: proteínas de matriz extracelular, proteínas relacionadas con la regulación de la presión osmótica, el transporte de metales y de la supervivencia celular, apolipoproteínas, proteínas implicadas en el transporte de retinol y vitamina D, proteínas antioxidantes y antimicrobianas y algunas desconocidas. Imagen tomada de Parada et al. 2006.

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Análisis Proteómico de E-CSF de rata

Fig. 13. Resultados del análisis proteómico (electroforesis 2D, secuenciación de proteínas y búsqueda de péptidos en bases de datos) del CSF-E de rata. El análisis muestra la presencia de al menos 31 proteínas, que pertenecen a los mismos grupos de productos génicos identificados en el CSF-E de pollo, y que también han sido implicadas en la regulación de procesos de desarrollo durante la embriogénesis en sistemas distintos al CSF-E. Imagen tomada de Parada C. et al. 2005b.

Uno de los hechos más llamativos que se desprende de los estudios proteómicos del CSF- E de pollo (Gallus gallus) y de rata (Rattus novergicus) es la presencia de las apolipoproteínas, que varían según la especie, de forma que en el embrión de pollo se detectan Apo AI y AIV y en el de la rata Apo AI, AIV, B, E y M. Las diferencias entre especies se corresponden a una especificidad en la síntesis de apolipoproteínas durante el desarrollo del cerebro embrionario.

Dado el importante papel biológico que se les ha adscrito a las apolipoproteínas, no sólo como moléculas transportadoras de lípidos, sino también como moléculas inhibidoras de la muerte celular por reducción del estrés oxidativo, incluimos el siguiente capítulo con los rasgos principales de estas moléculas.

Zappaterra et al., 2007 al analizar y comparar el CSF-E de rata y humano, han identificado una gran cantidad de moléculas presentes en ambos fluidos, tales como inhibidores de proteasas, proteínas de la matriz extracelular, proteínas transportadoras y un pool de proteínas de señalización e intracelulares. Según estos autores estos dos pool de proteínas podrían formar parte del contenido de las microvesículas descritas por Marzesco

21 et al., 2005 en el CSF-E y en la superficie del neuroepitelio en el cerebro embrionario de ratón 11.5 días de desarrollo, estas microvesículas contienen Prominina I en su superficie. El grupo de Corbeil, ha centrado sus estudios en los cambios que sufren las células neuroepiteliales en su superficie apical antes y después de iniciarse el proceso de diferenciación celular. En la superficie apical de las células neuroepiteliales se localizan microvellosidades, cilios y el cuerpo medio, sobre estas estructuras se ha encontrado un componente denominado Prominina-I, que interacciona con un microdominio de membrana basado en colesterol, dando lugar a diferentes partículas recubiertas por prominina. Lo que se desconoce es el destino de estas partículas, su composición proteica y lipídica y su función. Su hipótesis es que la liberación de estas partículas con prominina-I esté vinculada de alguna manera al control de la proliferación frente a la diferenciación de las células madre neuroepiteliales (Corbeil et al., 2010)

Fig. 15. Representación esquemática de la vista actual en la membrana apical de las células neuroepiteliales y su modificación durante el proceso de diferenciación celular. La membrana plasmática apical se representa antes (A) y después (B) de la aparición de la neurogénesis. Hay tres tipos de protuberancias de membrana (microvellosidades, cilios primarios, midbody) y dos posibles vías de formación de partículas que contienen prominina-1, P4 y P2. Las líneas discontinuas en (B) indican el lugar de fisión membrana. El color rojo indica microdominios de membrana que contienen prominina I. El color púrpura indica las uniones adherentes (Imagen tomada de Corbeil et al., 2010).

22 Bachy et al., 2008, han demostrado la existencia de dos pool de partículas presentes en el CSF-E:

- Lipoproteínas implicadas, en su mayoría, en el crecimiento del cerebro embrionario, aunque también podrían promover la diferenciación celular del neuroepitelio.

- Partículas membranosas similares a exosomas, las cuales podrían jugar un papel importante en la modulación de señales de transducción, posiblemente por estimulación de la actividad endocítica en áreas definidas del neuroepitelio.

Estas dos poblaciones de partículas interaccionan fuertemente con las células neuroepiteliales mediante un proceso de endocitosis, que muestra una especificidad regionalizada a lo largo del tubo neural en desarrollo. Esto sugiere un intercambio fisiológico intensivo entre el CSF-E y las células neuroepiteliales. Estas partículas podrían estar implicadas en la regulación de morfógenos y la transducción de factores de crecimiento.

Fig. 14. Poblaciones de partículas presentes en el CSF-E. En la imagen A se observa la presencia de partículas membranosas similares a exosomas (flechas) asociadas a cilios (punta de flecha). Las flechas de la imagen B, señalan la presencia de partículas próximas a la membrana celular que indican la fuerte actividad endocítica/exocítica de las células neuroepiteliales. La punta de flecha de la imagen C, indica la presencia de partículas con una morfología típica de las lipoproteínas (Imagen tomada y modificada de Bachy et al., 2008).

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