Bloqueio da migração de células-tronco neurais por condroitim sulfato via ativação de ROCK
Data
2015-04-29
Autores
Galindo, Layla Testa 
Orientadores
Porcionatto, Marimelia Aparecida
Tipo
Tese de doutorado
Título da Revista
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Resumo
A neurogênese é um evento importante no sistema nervoso central em desenvolvimento e no adulto, e é caracterizada pela geração de novos neurônios a partir de células-tronco neurais (CTN) localizadas pricipalmente na zona subventricular e no hipocampo. Uma lesão altera o padrão normal da neurogênese e sinais quimioatrativos estimulam a migração de neuroblastos dos nichos neurogênicos para o local lesado, onde há a formação da cicatriz glial e produção de moléculas inibitórias do crescimento axonal, entre elas, proteoglicanos de condroitim sulfato. A sinalização desencadeada por fatores solúveis e por componentes da matriz ativa membros da família das RhoGTPases, que desempenham funções essenciais no processo de migração celular. Nossa hipótese é que componentes da matriz regulam diferentemente a migração de neuroblastos por alterações na dinâmica de adesão celular e na atividade de RhoGTPases. Utilizando modelo de lesão traumática no córtex motor do camundongo adulto observamos que os neuroblastos que migraram para o local lesado não foram capazes de penetrar na região, rica em proteoglicanos de condroitim sulfato. Em seguida, avaliamos a migração in vitro utilizando CTN cultivadas como neuroesferas. Observamos que o condroitim sulfato (CS) exerceu uma ação inibitória sobre a migração das CTN, diminuindo a velocidade inicial de migração e alterando a dinâmica de protrusão. Além disso, CS promoveu aumento no tamanho das adesões formadas durante a protrusão e dificultando o espraiamento das CTN. Porém, a inibição de ROCK estimulou a migração das CTN tanto em superfícies recobertas por laminina quanto por CS e reverteu alguns de seus efeitos inibitórios, como a retomada da capacidade de espraiamento celular, e a diminuição do tamanho das adesões. Finalmente, a inibição do receptor de Nogo (NgR1), reverteu o efeito inibitório de CS sobre a migração das CTN in vitro. Concluímos, assim, que a inibição da migração de CTN provocada por CS se dá pela ativação de ROCK via ativação de NgR1.
Neurogenesis is a key event during central nervous system development and in adulthood. It is characterized by the generation of newborn neurons from neural stem cell (NSC) localized mainly in the subventricular zone in the lateral ventricule and in the hippocampus. Injury alters normal neurogenesis and chemoattractive signals from the injury stimulate neuroblasts migration from the neurogenic niche to the injury site, where the formation of a glial scar takes place, with the production of axonal outgrowth inhibitory molecules, such as chondroitin sulfate proteoglycans. A convergent issue in signaling triggered by soluble factors and extracellular matrix (ECM) components is the activation of RhoGTPase family members, which perform essential roles in cellular migration process. Our hypothesis is that ECM components differently regulate neuroblasts migration through changes in adhesion dynamics and RhoGTPases activity. First of all, we performed a traumatic brain injury model in adult mice motor cortex and observed that neuroblasts migrated toward the injury site but were incapable to enter the injured area, due the presence of chondroitin sulfate proteoglycans. Next, we evaluated NSC migration in vitro using NSC cultured as neurospheres. We observed that chondroitin sulfate (CS) inhibited NSC migration; decreased initial migration speed and altered NSC protrusion dynamics. Besides, CS increased cellular adhesion size during protrusion and decreased NSC area. However, ROCK inhibition stimulated NSC migration both on laminin-coated or CS-coated surfaces and reversed some CS inhibitory effects, increasing cell spreading area and decreasing adhesion size. Finally, the inhibition of Nogo receptor (NgR1), reverted the inhibitory effect of CS on NSC migration in vitro. We conclude that CS exerts its inhibitory effect through the activation of NgR1 and ROCK.
Neurogenesis is a key event during central nervous system development and in adulthood. It is characterized by the generation of newborn neurons from neural stem cell (NSC) localized mainly in the subventricular zone in the lateral ventricule and in the hippocampus. Injury alters normal neurogenesis and chemoattractive signals from the injury stimulate neuroblasts migration from the neurogenic niche to the injury site, where the formation of a glial scar takes place, with the production of axonal outgrowth inhibitory molecules, such as chondroitin sulfate proteoglycans. A convergent issue in signaling triggered by soluble factors and extracellular matrix (ECM) components is the activation of RhoGTPase family members, which perform essential roles in cellular migration process. Our hypothesis is that ECM components differently regulate neuroblasts migration through changes in adhesion dynamics and RhoGTPases activity. First of all, we performed a traumatic brain injury model in adult mice motor cortex and observed that neuroblasts migrated toward the injury site but were incapable to enter the injured area, due the presence of chondroitin sulfate proteoglycans. Next, we evaluated NSC migration in vitro using NSC cultured as neurospheres. We observed that chondroitin sulfate (CS) inhibited NSC migration; decreased initial migration speed and altered NSC protrusion dynamics. Besides, CS increased cellular adhesion size during protrusion and decreased NSC area. However, ROCK inhibition stimulated NSC migration both on laminin-coated or CS-coated surfaces and reversed some CS inhibitory effects, increasing cell spreading area and decreasing adhesion size. Finally, the inhibition of Nogo receptor (NgR1), reverted the inhibitory effect of CS on NSC migration in vitro. We conclude that CS exerts its inhibitory effect through the activation of NgR1 and ROCK.
Descrição
Citação
GALINDO, Layla Testa. Bloqueio da migração de células-tronco neurais por condroitim sulfato via ativação de ROCK. 2015. 92 f. Tese (Doutorado em Biologia Molecular) - Escola Paulista de Medicina, Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP), São Paulo, 2015.