Academic literature on the topic 'Enfermedad de Huntington'

Introducción: la enfermedad de Huntington es un trastorno neurológico de tipo autosómico dominante, de inicio en la edad adulta y de carácter progresivo. La enfermedad de Huntington presenta severas repercusiones, no solo en la calidad de vida del paciente, sino también familiares y sociales. Objetivo: establecer un consenso sobre las recomendaciones para el diagnóstico de la enfermedad de Huntington sintomática y pre-manifiesta. Enfatizar en los aspectos clínicos, de imagen, genéticos y bioéticos. Métodos: se llevó a cabo un consenso mediante la utilización de la metodología Delphi, seguida de un grupo nominal integrado por neurólogos con experiencia en el diagnóstico de la enfermedad de Huntington. Resultados: se presentan los principales datos clínicos para sospecha del diagnóstico de enfermedad de Huntington. Se describen los hallazgos por neuroimagen otorgando su justo valor. Se puntualiza en la interpretación de las pruebas genéticas y por último se abordan los aspectos éticos más destacados. Conclusiones: la enfermedad de Huntington presenta, más que un reto diagnóstico, un problema con aristas éticas que no deben pasar inadvertidas. Las recomendaciones emitidas son un apoyo para el médico con pacientes que presentan la enfermedad de Huntington.

Huntington es un desorden neurodegenerativo raro en nuestra sociedad, que afecta el sistema nervioso central (SNC) y se caracteriza por demencia, disturbios psiquiátricos, de comportamiento y movimientos involuntarios (corea de Huntington). Afecta en su mayoría a los pacientes de piel blanca y la edad aproximada de inicio está entre los 30-50 años; sin embargo, pueden darse casos en los que inicie a los 20 años (enfermedad de Huntington juvenil). El síndrome de Huntington (SH) es una enfermedad hereditaria autosómica dominante, causada por una elongación repetida del CAG en el cromosoma 4, en el gen Huntingtine. Para su diagnóstico, nos basamos en los síntomas y signos clínicos y lo confirmamos con una determinación de ADN. El diagnóstico prenatal es posible mediante una amniocentesis. Debemos tener en cuenta que, aunque no existe cura para esta enfermedad, si existen tratamientos que mejoren la calidad de vida de los pacientes afec-tados. El objetivo de este estudio es consolidar las teorías actuales asociadas al SH. Esta revisión fue elaborada mediante un análisis minucioso de artículos informáticos indexados en fuentes de información médica: Pubmed, Medline, Pubmed Central; siendo un estudio documental bibliográfico. Es de vital importancia, tener un estudio referente a esta enfermedad, en el cual se pueda entender de una manera precisa la fisiopatología; para posteriormente, dar un buen tratamiento sin-tomatológico a los pacientes con SH

ResumenSe realizó una revisión de las publicaciones sobre la enfermedad de Huntington, incluidas las manifestaciones neurológicas clínicas, los avances recientes en los aspectos fisiopatológicos y los mecanismos genéticos y los trastornos psicopatológicos. Se puede concluir que la investigación sobre esto último es escasa, aunque la materia es pertinente a causa de la coincidencia de fenómenos psiquiátricos, neurológicos y genéticos, lo que puede llevar a conceptos nuevos en la comprensión de la función cerebral. Hasta ahora, los intentos de proporcionar una descriptión amplia y pragmática de los trastornos psicopatológicos de la enfermedad de Huntington han sido decepcionantes, debido probablemente a las limitaciones del sistema de clasificación del DSM en este trastorno. La investigación futura debe centrarse no sólo en este sistema de clasificación, sino también en el funcionamiento neuropsicológico, a causa de la naturaleza degenerativa de la enfermedad. Se deben realizar estudios sistematicos y controlados sobre el tratamiento de las anomalías psiquiátricas en la enfermedad de Huntington antes de que se pueda extraer alguna conclusión.

La actual investigación en el campo de las células madre está ofreciendo nuevas posibilidades de terapia para enfermedades incurables del sistema nervioso, como es el caso de la corea de Huntington. Esta es una enfermedad hereditaria caracterizada por una degeneración selectiva de las neuronas GABAérgicas del Núcleo Estriado. Para poder desarrollar terapias de reemplazo celular basadas en los transplantes de células madre es necesario controlar el proceso de diferenciación de las células madre hacia el fenotipo neuronal GABAérgico.
En la presente tesis hemos estudiado los mecanismos de supervivencia de las células madre en cultivo y los factores implicados en la diferenciación selectiva hacia el fenotipo GABAérgico. Hemos desarrollado un protocolo de diferenciación in vitro basado en la adición secuencial de ácido retinoico (RA) y cloruro potásico (KCl). El RA promueve la supervivencia celular e induce un fenotipo neuronal. El tratamiento con KCl induce selectivamente el fenotipo GABAérgico. Mediante este procedimiento se generan un elevado número de neuronas GABAérgicas maduras, post-mitóticas y funcionales, de forma eficaz y homogénea, a partir de una línea de células madre en cultivo.
El transplante de estas células pre-diferenciadas in vitro en el cerebro adulto de rata y en un modelo excitotóxico de la enfermedad de Huntington demuestran un buen grado de diferenciación, supervivencia e integración funcional. Las células muestran una supervivencia a largo plazo, conservan el fenotipo neuronal GABAérgico y elaboran procesos neuríticos asociados a posibles contactos pre- y post-sinápticos.
Estos resultados apoyan la posibilidad de desarrollar terapias celulares basadas en la diferenciación de células madre para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas.
"CELL THERAPY IN MODELS OF HUNTINGTON'S DISEASE"

The implementation of cell replacement therapies for Huntington's disease using multipotent neural stem cells requires the specific differentiation into gamma-aminobutyric acid (GABA) neuronal subtype prior to transplantation. In the present thesis we present an efficient culture procedure that induces stable GABAergic neurons from the immortalized striatal neural stem cell line ST14A. This process requires sequential retinoic acid treatment and KCl depolarization. Initial addition of retinoic acid increased cell survival and promoted neuronal differentiation. Subsequent stimulation with KCl induced specific differentiation into GABAergic neurons, yielding 74% of total cultured cells. KCl-evoked Ca2+ influx reduced cell proliferation and nestin expression, and induced neurite outgrowth and GABAergic markers as well as GABA contents, release and uptake.
Characterization of the integration, survival and phenotype of these pre differentiated GABAergic neurons following transplantation into the adult brain in a model of Huntington's disease revealed long-term survival in quinolinate-lesioned striata. Under these conditions, cells maintained their GABAergic phenotype and elaborated neurite processes with synaptic contacts with endogenous neurons.
We present an in vitro procedure that generates a homogeneous population of functional GABAergic neurons from a neural stem cell line, which survive and maintain their acquired fate in vivo. This data may lend support to the possibility of cell replacement therapies for Huntington's disease using neural stem cells.

En la enfermedad de Huntington (HD), muchos síntomas están asociados con alteraciones en las funciones reguladas por la dopamina y el glutamato; una intervención directa sobre los receptores de dopamina D1 (D1R) pueden provocar numerosos efectos secundarios dada la amplia distribución en el sistema nervioso central. En nuestro grupo de investigación se demostró que el heterómero que forman los D1R con los receptores H3 de histamina (D1R- H3R), y que posee nuevas propiedades bioquímicas y farmacológicas, podría actuar como una posible diana terapéutica para regular la sobreactivación del D1R mediante una modulación por parte del H3R en etapas tempranas de HD. En células Wt y modelo de HD demostramos ahora, mediante ensayos de ligación por proximidad (PLA), la presencia de los heterómeros A1R-D1R, A2AR-D2R, D1R-D3R D1R-NMDAR y H3R-NMDAR que podrían considerarse nuevas dianas para HD. D1R-NMDAR y H3R-NMDAR señalizan a través de la vía de fosforilación de ERKs; sin embargo, en el modelo HD no se modificó dicha señalización. En la vía del AMPc, H3R-NMDAR presentó un cross-talk positivo de NMDAR sobre H3R para las células Wt y negativo para las células HD. Mediante ensayos de unión de radioligandos, los ligandos del H3R: imetit y RAMH (agonistas), A331440, carcinina, conessina y VUF 4904 (antagonistas) modulan alostéricamente la unión de la dopamina al D1R, específicamente al segundo protómero del homómero D1R-D1R. Además, mediante estudios de BRET, se confirmó que estos receptores forman un complejo heterotetrámero D1R-D1R-H3R-H3R que puede activar diferencialmente los distintos subtipos Gαs y Gαi, éste último a altas concentraciones de agonistas de D1R. Concretamente, entre los subtipos de proteína Gαi, el heterómero D1R-H3R tiene preferencia por los subtipos Gαi1 y Gαo2. Al determinar la afinidad de ligandos de H3R al unirse a su receptor en presencia o no de D1R, se determinó que los antagonistas A331440, ROS, conessina y JNJ10181457 mostraron mejor afinidad por el heterómero D1R-H3R que sobre el homómero H3R-H3R, lo que indica la existencia de una modulación alostérica de D1R sobre el centro ortostérico de H3R que favorece la unión de estos ligandos a H3R dentro del heterómero. El JNJ10181457, presentó una mejor afinidad de unión al heterómero y también una mayor potencia de bloqueo de la señal del AMPc inducida por la activación del H3R en el heterómero. Esto significa que el D1R ejerce de modulador alostérico positivo tanto de la unión como del efecto antagónico de la vía del AMPc del JNJ10181457. Estos resultados hacen de este antagonista un candidato ideal como lead compound en la búsqueda de ligandos de H3R selectivos del heterómero D1R-H3R. Mediante ensayos de BRET de proteína G, CODA-RET y de determinación de AMPc, se ha determinado que los complejos H3R-H3R y D1R-H3R pueden activar a la proteína Gαi al ser tratados con agonistas selectivos de H3R. Al evaluar la preferencia diferencial de estos complejos por las subunidades de Gαi/Gαo, se detectó que ambos complejos pueden activar a las subunidades Gαo1, Gαo2, Gαi1, Gαi2 y Gαi3; sin embargo, podemos decir que RAMH para la subunidad Gαo1, proxyfam para la Gαi1, SAMH para Gαi2 e imetit para Gαi1 y Gαi3 tienen preferencia por el heterómero. Al analizar la vía de activación de las ERKs, cuando el H3R del heterómero D1R-H3R se activó con immepip, se alcanzó un nivel de señalización similar al del SKF 81297. Se encontraron resultados opuestos al analizar la vía de las ERKs y la del AMPc con los ligandos RAMH, immethridina, histamina y SAMH que podrían sugerir un biased agonism que deberá confirmarse con curvas completas de activación de ERKs que permitan calcular las respectivas EC50. Todo ello valida nuestro interés por encontrar ligandos selectivos del heterómero D1R-H3R.
Huntington's disease (HD) presents alterations in dopamine neurotransmission; a direct intervention on dopamine D1 receptors (D1R) would cause numerous side effects. The heteromer with the histamine H3 receptor (D1R-H3R), which has new pharmacological properties, could regulate the overactivation of D1R through modulation by H3R in early stages of HD. In Wt and HD model cells, we demonstrated the presence of the heteromers A1R-D1R, A2AR-D2R, D1R-D3R, D1R-NMDAR and H3R- NMDAR. With cAMP signaling, H3R-NMDAR presented a positive cross-talk of NMDAR over H3R for Wt cells and negative for HD cells. Through binding assays, imetit, RAMH, A331440, carcinin, conessin and VUF 4904 allosterically modulate the binding of dopamine to the second protomer of the D1R-D1R homomer, which is part of the D1R- D1R-H3R-H3R heterotetramer and that can differentially activate the Gαs and Gαi subtypes, the latter at high concentrations of D1R agonists. The D1R-H3R heteromer has a preference for the Gαi1 and Gαo2 subtypes. The antagonists A331440, ROS, conessin and JNJ10181457 showed a greater affinity for the D1R-H3R heteromer than for the H3R-H3R homomer, which indicates an allosteric modulation of D1R on the orthosteric center of H3R favoring the binding of these ligands to H3R. JNJ10181457 also presented a higher blocking power of the cAMP signal induced by the activation of the H3R in the heteromer. This means that D1R acts as a positive allosteric modulator of both the binding and the antagonistic effect of the JNJ10181457 on cAMP pathway. It would be a lead compound in the search for selective H3R ligands of the D1R-H3R heteromer. The H3R-H3R and D1R-H3R complexes can activate all the Gαi protein subtypes when treated with selective H3R agonists; RAMH for Gαo1, proxyfam for Gαi1, SAMH for Gαi2 and imetit for Gαi1 and Gαi3 have a preference for the heteromer. When analyzing the activation pathway of ERKs, immepip activated the H3R of the D1R-H3R heteromer with a level of signaling similar to that of SKF 81297. Opposite results were found when analyzing the pathway of ERKs and that of cAMP with the ligands RAMH, immethridine, histamine and SAMH that could suggest a biased agonism that must be confirmed.

El caràcter minoritari de la malaltia de Huntington ha suposat, en comparació a altres processos neurodegeneratius més freqüents, un desajustat i lent avanç en la comprensió dels mecanismes neuropatològics responsables de la malaltia i en la identificació i descripció detallada dels fenotips clínics que la caracteritzen . Històricament, les manifestacions clíniques de la malaltia de Huntington, han estat preferentment atribuïdes a la característica atròfia subcortical que presenten tots els pacients. En correspondència amb aquesta atròfia dels ganglis basals, des del punt de vista neuropsicològic, la malaltia de Huntington ha estat considerada un paradigma de demència subcortical amb un perfil neurocognitiu frontal-disexecutiu caracteritzat per alentiment cognitiu, disfunció executiva, apatia i canvis de personalitat. El desenvolupament d'estudis observacionals de caràcter multicèntric i internacional, ha permès al llarg dels últims 15 anys, aprofundir de manera notable en el coneixement de la malaltia gràcies a l'seguiment de grans cohorts de persones afectades. Aquests estudis han il·lustrat que, des d'etapes primerenques de la malaltia i fins i tot durant la fase asimptomàtica, alguns dels canvis neuropatològics més evidents s'estenen més enllà dels ganglis basals i afecten extensos territoris corticals, principalment en àrees parieto-occipitals i temporals. En paral·lel a aquestes troballes, els treballs que han explorat la correspondència de les anomalies cerebrals amb les manifestacions clíniques de la malaltia, han revelat que les alteracions cognitives desborden àmpliament el perfil disexecutiva i que l'alteració de múltiples dominis i processos il·lustren un fenotip cognitiu bastant més complex i divers a l'inicialment descrit. Tot i això, queden moltes incògnites per resoldre. Actualment sabem que canvis cognitius i conductuals subtils, objectivables a través del rendiment en determinades tasques, poden posar-se de manifest fins a 15 anys abans que les primeres manifestacions motores siguin evidents. Això ha suposat que la comunitat científica dedicada a la malaltia hagi centrat importants esforços a explorar les variables cognitives que caracteritzen la malaltia i que prediuen la seva progressió, així com la manera en què podem capturar de manera eficient les primeres manifestacions preclíniques. També sabem, que independentment de la càrrega genètica de la malaltia, hi ha una notable variabilitat tant en l'edat d'inici com en la forma i en el curs que adquireix la malaltia al llarg de la seva evolució. Ampliar el nostre camp de visió més enllà dels ganglis basals ha contribuït a desvetllar un conjunt d'elements encara difícils d'encaixar amb precisió en el conjunt de la malaltia, però que reafirmen la necessitat d'aprofundir en l'estudi dels seus mecanismes causals. Seguim sense comprendre clarament: 1) perquè la malaltia es comporta de diferent manera en persones la càrrega genètica i edat és la mateixa; 2) quin paper tenen alguns dels canvis cerebrals més subtils i primerencs que esdevenen en el curs de la malaltia; 3) quin és el patró de neurodegeneració cerebral associat a determinades manifestacions neuropsiquiàtriques amb la limitació que això comporta per als plantejaments terapèutics; 4) quin és el perfil neurocognitiu concret de les formes greus de deteriorament cognitiu en la malaltia, ni com podem mesurar aquests perfils en les seves formes lleus i greus ni, 5) quin sigui el patró neurodegeneratiu que presenten els pacients que desenvolupen demència. Els objectius d'aquesta tesi, com posen de manifest els treballs publicats que la conformen, s'han dirigit a la recerca d'algunes respostes per a aquestes incògnites que suposin avenços concrets per al coneixement i el maneig clínic d'aquesta devastadora malaltia.
El carácter minoritario de la enfermedad de Huntington ha supuesto, en comparación a otros procesos neurodegenerativos más frecuentes, un desajustado y lento avance en la comprensión de los mecanismos neuropatológicos responsables de la enfermedad y en la identificación y descripción pormenorizada de los fenotipos clínicos que la caracterizan. Históricamente, las manifestaciones clínicas de la enfermedad de Huntington, han sido preferentemente atribuidas a la característica atrofia subcortical que presentan todos los pacientes. En correspondencia con esta atrofia de los ganglios basales, desde el punto de vista neuropsicológico, la enfermedad de Huntington ha sido considerada un paradigma de demencia subcortical con un perfil neurocognitivo frontal-disejecutivo caracterizado por enlentecimiento cognitivo, disfunción ejecutiva, apatía y cambios de personalidad. El desarrollo de estudios observacionales de carácter multicéntrico e internacional, ha permitido a lo largo de los últimos 15 años, ahondar de manera notable en el conocimiento de la enfermedad gracias al seguimiento de grandes cohortes de personas afectadas. Estos estudios han ilustrado que, desde etapas tempranas de la enfermedad e incluso durante la fase asintomática, algunos de los cambios neuropatológicos más evidentes se extienden más allá de los ganglios basales y afectan a extensos territorios corticales, principalmente en áreas parieto-occipitales y temporales. Los objetivos de esta tesis, como ponen de manifiesto los trabajos publicados que la conforman, se han dirigido a la búsqueda de algunas respuestas para estas incógnitas que supongan avances concretos para el conocimiento y el manejo clínico de esta devastadora enfermedad.
The minority nature of Huntington's disease has meant, in comparison to other more frequent neurodegenerative processes, an imbalanced and slow progress in the understanding of the neuropathological mechanisms responsible for the disease and in the identification and detailed description of the clinical phenotypes that characterize it. Historically, the clinical manifestations of Huntington's disease have been preferentially attributed to the characteristic subcortical atrophy that all patients present. In correspondence with this atrophy of the basal ganglia, from the neuropsychological point of view, Huntington's disease has been considered a paradigm of subcortical dementia with a frontal-dysexecutive neurocognitive profile characterized by cognitive slowing, executive dysfunction, apathy and personality changes. Over the last 15 years, the development of multicenter and international observational studies has made it possible to significantly deepen our knowledge of the disease thanks to the follow-up of large cohorts of affected people. These studies have illustrated that, from the early stages of the disease and even during the asymptomatic phase, some of the most obvious neuropathological changes extend beyond the basal ganglia and affect extensive cortical territories, mainly in parieto-occipital and temporal areas. Parallel to these findings, studies that have explored the correspondence of brain abnormalities with the clinical manifestations of the disease have revealed that cognitive disturbances go far beyond the dysexecutive profile and that the alteration of multiple domains and processes illustrate a fairly cognitive phenotype more complex and diverse than initially described. Despite this, many unknowns remain to be resolved. We now know that subtle cognitive and behavioral changes, observable through performance in certain tasks, can become apparent up to 15 years before the first motor manifestations are evident. This has meant that the scientific community dedicated to the disease has focused important efforts on exploring the cognitive variables that characterize the disease and that predict its progression, as well as the way in which we can efficiently capture the first preclinical manifestations. We also know that regardless of the genetic load of the disease, there is a notable variability both in the age of onset and in the form and course that the disease acquires throughout its evolution. Expanding our field of vision beyond the basal ganglia has contributed to uncovering a set of elements that are still difficult to fit precisely into the disease as a whole, but which reaffirm the need to deepen the study of its causal mechanisms. We still do not clearly understand: 1) why the disease behaves differently in people whose genetic makeup and age is the same; 2) what role do some of the most subtle and early brain changes that occur in the course of the disease have; 3) what is the pattern of brain neurodegeneration associated with certain neuropsychiatric manifestations with the limitation that this entails for therapeutic approaches; 4) what is the specific neurocognitive profile of severe forms of cognitive impairment in the disease, or how can we measure these profiles in their mild and severe forms, or 5) what is the neurodegenerative pattern that patients who develop dementia present. The objectives of this thesis, as evidenced by the published works that comprise it, have been aimed at finding some answers to these unknowns that represent concrete advances in the knowledge and clinical management of this devastating disease.
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Medicina

Huntington's disease (HD) is an autosomal-dominant inherited neurodegenerative disorder, characterized by progressive behavioral, motor and cognitive deficits (HDCRG, 1993; Ross & Margolis, 2001). The predominant neuropathological hallmark of HD is the selective loss of medium spiny neurons within the striatum that extends to other brain regions with the progression of the disease (Martin & Gusella, 1986). Although mutant huntingtin (mHtt) represents a key factor in the pathogenesis of the disease, the molecular mechanisms underlying the preferential vulnerability of the striatum to mHtt toxicity remain unclear. Compelling evidence suggest that mitochondrial defects may play a crucial role in the disease, however, it is still debated whether mitochondrial dysfunction represents just an epiphenomenon of the cellular degeneration or it has an actual pathogenic role. In this Thesis, the general purpose was to identify possible mitochondrial impaired mechanisms and to investigate their role in the selective striatal vulnerability of HD, in order to provide important insights for the development of new therapeutic strategies. The first aim was to clarify whether mitochondrial injuries perpetrate the dopaminergic neurotoxicity in HD striatal degeneration. Since Cdk5 has been proposed as a critical regulator of mitochondrial fission (Meuer et al., 2007) and as a deleterious player in the striatal vulnerability upon dopamine signalling (Paoletti et al., 2008), we hypothesize a new detrimental role for Cdk5 in HD pathology by mediating dopaminergic neurotoxicity through deregulation of mitochondrial dynamic processes. On the other hand, several studies have proposed mitochondrial Ca mishandling as a component of Ca controversial and a conclusive cause remains uncertain. We propose that the propensity of mitochondria to undergo fragmentation in HD could result in the disruption of ER-mitochondria contacts, which are essential for the proper buffering of Ca whether defects in ER-mitochondria associated membranes could be responsible for the alteration of mitochondrial Ca handling in HD. dyshomeostasis in HD. However, the results appear 2+ 2+ by mitochondria. Therefore, the second aim of this study was to investigate.
La enfermedad de Huntington (EH) es un trastorno neurodegenerativo de herencia autosómica dominante, causado por la expansión del trinucleótido CAG en el gen IT15 que codifica para la proteína huntingtina (htt) (HDCRG, 1993). Los pacientes con EH desarrollan alteraciones neurológicas tales como trastornos psiquiátricos, motores y cognitivos (Ross & Margolis, 2001). El sello neuropatológico más característico de este trastorno es la atrofia del cuerpo estriado que se extiende a otras regiones del cerebro con la progresión de la enfermedad (Martin & Gusella, 1986). Aunque la huntingtina mutada (mHtt) representa un factor clave en la patogénesis de la enfermedad, los mecanismos implicados en la selectiva degeneración estriatal todavía se desconocen. Estudios previos de nuestro grupo de investigación han demostrado que el aumento de la vulnerabilidad de las células estriatales a la mHtt tras activación dopaminérgica implica la actividad aberrante de Cdk5 (Paoletti et al., 2008). Por otra parte, estudios recientes han involucrado también Cdk5 en la regulación de la fisión mitocondrial (Meuer et al., 2007). En este escenario hemos planteado la hipótesis de que la desregulación de Cdk5 inducida por la mHtt podría contribuir a la patología estriatal en la EH. Por ello el primer objetivo de esta Tesis ha sido definir si el aumento de la actividad de Cdk5 inducida por la mHtt incrementa la vulnerabilidad estriatal a insultos excitotóxicos mediante la alteración de la dinámica mitocondrial. Por otra parte, estudios recientes identifican una defectuosa captación del calcio mitocondrial como otro mecanismo responsable de la patogénesis y progresión de la EH (Giacomello et al., 2011). Un excesiva fragmentación mitocondrial podría alterar la dispersión de los orgánulos en el espacio intracelular alterando su capacidad de captación del Ca endoplásmico (RE). Por lo tanto, el segundo objetivo de esta Tesis fue investigar el papel de los sitios de contacto entre mitocondria y RE en la alteración de la señalización del Ca y la interacción con otras membranas, tales como las del retículo 2+ que caracteriza la EH.

La enfermedad de Huntington es una enfermedad neurodegenerativa que cursa con graves trastornos motores y declive cognitivo. La neuropatología de la enfermedad radica en la mutación del gen de la huntingtina y una degeneración selectiva de las neuronas GABAérgicas de los núcleos Caudado y Putamen del cerebro (núcleo estriado en ratones). Esta enfermedad no tiene cura y su tratamiento actual es paliativo. En la presente tesis se ha abordado el estudio de los factores tróficos, debido a su importancia en el desarrollo y supervivencia de las neuronas. Se ha caracterizado la importancia de la neurotrofina BDNF (brain derived neurotrophic factor) desarrollando para este fin un modelo animal transgénico con el exón I de la huntingtina mutada y niveles disminuidos de la neurotrofina. La disminución de BDNF provoca un empeoramiento de la enfermedad adelantándose la edad de manifestación y la severidad de la misma por muerte de las neuronas encefalinérgicas del núcleo estriado. Se ha observado que además de la degeneración del núcleo estriado también ocurre una disfunción en las células dopaminérgicas de la sustancia negra (ésta última envía conexiones hacia el núcleo estriado). Se han realizado varias terapias de protección en animales modelo de la enfermedad. Por un lado, se ha realizado una administración exógena de BDNF, observándose una mejora de las neuronas encefalinérgicas del núcleo estriado, lo que ha dado lugar a utilizar el fármaco Cisteamina (el cual provoca un pico puntual de liberación endógena de BDNF tras su administración) observándose una protección en los ratones modelo de Huntigton R6/1. Se han realizado terapias de neuroprotección empleando para ello células madre modificadas genéticamente para que liberen el factor trófico GDNF y expresen los marcadores GFP y luciferasa pudiendo así localizarlas tras el transplante ya sea mediante un método de detección de luz no-invasivo in vivo que se puede usar a lo largo del tiempo de la vida del animal, o bien por la GFP en estudios post-mortem, observándose una protección del núcleo estriado ante lesiones excitotóxicas con ácido quinolínico (que mimetiza la enfermedad en los ratones normales). Por último se ha llevado a cabo un protocolo de diferenciación de células madre neurales hacia el fenotipo GABAérgico para su posterior transplante en vista a realizar terapia celular sustitutiva, observándose una buena supervivencia e integración en el tejido del hueste, manteniendo una vez transplantadas el fenotipo GABAérgico adquirido in vitro.
The Huntington's disease is a neurodegenerative disorder with serious motor impairment and cognitive declivity. The mutation of huntingtin gene leads a selective degeneration of GABAergic neurons from Caudate and Putamen nuclei (nucleus striatum in mice). There are not cure for this disease and its present treatment is palliative. In the present thesis the study is focused in trophic factors, due to its importance in the development and survival of the neurons. The importance of BDNF (brain derived neurotrophic factor) neurotrophin has been characterized developing for this aim a transgenic animal model with exon I of the mutated huntingtin with diminished levels of this neurotrophin. The diminution of BDNF modulate the onset and the severity of the motor dysfunction disease associated to the the earlier death of the enkephalinergic neurons of the striatum. It has been observed that in addition to the degeneration of the nucleus striatum there are also a dysfunction in the dopaminergic cells of the substantia nigra. Several therapies of protection have been made in animal model of the disease. On the one hand, an exogenous administration of BDNF has been made, being observed an improvement of the enkephalinergic neurons of the nucleus striatum, which has given rise to use the Cisteamina drug being observed a protection in the mice model of Huntigton R6/1. Neuroprotection therapies have been made using for it stem cells modified genetically so that they release trophic factor GDNF and expression of markers GFP and luciferasa, so it is possible to locate them after the graft by means of a method of alive detection of not-invasive light emission (with this is possible to be used throughout the time of the life of the animal) or by the GFP in studies post-mortem, being observed a protection of the nucleus striatum before excitotoxic lesions with quinolinic acid. Finally, in order to do a substitutive cell therapy we made a differentiation protocol of neural stem to improve the GABAergic phenotype for graft them. We observed a good cell survival and integration in the rodent striatum, maintaining once transplanted the GABAergic phenotype acquired in vitro.

Objetivos: Determinar las características epidemiológicas y genealógicas de los pacientes con diagnóstico de Enfermedad de Huntington (EH) que han acudido al IECN en el periodo 1974 -2003 Población y métodos: Estudio descriptivo retrospectivo realizado en el Instituto de Ciencias Neurológicas (IECN) “Oscar Trelles Montes” de todos los pacientes con diagnóstico de EH que acudieron al IECN en el periodo de 1974 – 2003. Resultados: Se identificaron un total de 68 pacientes diagnosticados de EH, de los cuales, 42 (61.76%) eran mujeres y 26 (38.24%) eran varones. Del total de pacientes con EH, 31 (45.58%) había nacido en Lima, 18 (54.5%) de ellos eran naturales de Cañete, constituyéndose la zona con mayor cantidad de pacientes. La edad de inicio de los síntomas fue 39.54 años, observándose un inicio más precoz de la enfermedad en aquellos pacientes tenían un patrón de transmisión paterna (36 años), en comparación de aquellos que tenían transmisión materna (42 años), siendo esta diferencia significativa (p = 0.04, IC: 95%). Se observa que la mayor cantidad de pacientes se encuentra en el intervalo comprendido entre los 20 y 50 años, quienes corresponden a la EH de inicio en la adultez (74.6%). Los síntomas de inicio de la enfermedad fueron: Movimientos involuntarios de tipo coreico 68 (100%), alteraciones de la marcha 30 (44.1%), e irritabilidad en 23 (33.8%) pacientes. Se reconstruyeron 52 árboles genealógicos representando a 60 pacientes tanto de manera ascendente como descendente, agrupando 1768 individuos. Se reportaron en las historias clínicas 241 casos de EH, de los cuales 118 (49%) eran varones y 123 (51%) mujeres. El árbol genealógico con mayor número de individuos fue el correspondiente al caso número 14 con 186 individuos, reportándose también en el mismo árbol EH en gemelos dicigóticos. No se pudo llegar al objetivo de encontrar un ancestro común que haya introducido la EH en nuestro país. Conclusiones: Cañete constituye una de las zonas con mayor cantidad de casos de EH en nuestro país. La mayoría de los pacientes comienza a presentar los primeros síntomas de la enfermedad en la cuarta década de la vida, en forma de movimientos coreicos y alteraciones del comportamiento en su mayoría. Esta enfermedad se presenta en plena edad productiva, cuando muchos de ellos ya han presentado descendencia, haciéndose difícil el consejo genético, mas aún si las personas no tienen acceso al diagnóstico genético de esta enfermedad, la cual puede informar con anticipación la posibilidad o no de desarrollo de la enfermedad.
Tesis de segunda especialidad

En el desarrollo de esta tesis doctoral nos hemos centrado en el estudio de diferentes vías de señalización intracelular implicadas en los procesos de supervivencia y muerte neuronal en el contexto de la enfermedad de Huntington, con el objetivo de entender cómo la presencia de la proteína "htt" mutada afecta de forma específica a la normal viabilidad y supervivencia de las neuronas GABAérgicas del núcleo estriado.

En un primer trabajo se estudió la implicación de los sistemas glutamatérgicos y dopaminérgicos en la mayor vulnerabilidad de las células estriatales. Los resultados obtenidos nos demostraron que la presencia de la htt mutada potencia la muerte celular inducida por la activación de los receptores glutamatérgicos y dopaminérgicos. Asimismo, demostramos que el efecto neurotóxico asociado a la activación glutamatérgica y dopaminérgica está mediado por una aberrante activación de la vía de la quinasa Cdk5. De esta manera, la htt mutada incrementa la sensibilidad estriatal al glutamato y a la dopamina, modificando una vía de señalización común a ambos sistemas, la vía de Cdk5.

En un segundo trabajo se analizó si la alteración en los niveles del receptor TrkB asociada a la expresión de la htt mutada se traduce en una anómala señalización intracelular en respuesta a BDNF. Los resultados obtenidos nos permitieron concluir que en presencia de la htt mutada se produce una específica alteración en la vía de señalización de TrkB-ERK1/2. Además, comprobamos que la menor activación de esta vía intracelular conlleva una mayor susceptibilidad de las células estriatales frente a un estímulo de estrés oxidativo inducido con H2O2.

De acuerdo con los resultados obtenidos en esta tesis, la mayor vulnerabilidad de las neuronas estriatales frente a la presencia de la htt mutada podría ser el resultado de (1) una sobreactivación de vías intracelulares con un efecto neurotóxico, como sería, en este caso, la vía de Cdk5 tras una estimulación glutamatérgica y dopaminérgica, y (2) una menor activación de las vías intracelulares involucradas en el mantenimiento de la supervivencia neuronal, como es la vía de ERK1/2.

La identificación y caracterización de los diferentes mecanismos moleculares responsables de la selectiva muerte neuronal en la enfermedad de Huntington puede ser de gran utilidad para el futuro diseño de nuevas terapias farmacológicas que permitan retrasar o prevenir la progresión de la enfermedad.

La oligomerización es un proceso común en la biología de los receptores de membrana, compartida por los GPCRs. Los GPCRs constituyen aproximadamente un 45% de las dianas de los fármacos comercializados en la actualidad y siguen siendo el foco principal de la investigación biomédica y de los programas de desarrollo de nuevos fármacos. Aún así, el problema clave sigue siendo la falta de selectividad de los ligandos ortostéricos y la gran variedad de procesos que se ven modulados por la estimulación de un mismo GPCR dependiendo de su localización o interacción con otros receptores o proteínas. Los heterómeros de receptores se consideran un nuevo tipo de diana farmacológica por su posible especificidad de localización y por sus características bioquímicas y funcionales demostrablemente diferentes a las de sus componentes individuales, entre ellas las modulaciones alostéricas. El alosterismo puede ser debido a varias circunstancias entre las que destacan interacciones entre los protómeros del complejo y entre éstos y las proteínas G. Las consecuencias a nivel farmacológico y funcional son el reconocimiento diferencial de ligandos y la modulación del tráfico intracelular y del acoplamiento a proteínas G. El sistema orexinérgico es un buen ejemplo de sistema implicado en un amplio abanico de procesos fisiológicos y fisiopatológicos, desde el control de la ingesta y la regulación de los estados de sueño/vigilia a la regulación neuroendocrina y la participación en los mecanismos moleculares de adicción a drogas. La oligomerización de GPCRs constituye un proceso de regulación de orden superior poco explorado en el caso del receptor OX1 pero que se sugiere de gran relevancia para explicar los efectos moduladores de las orexinas. En esta Tesis se ha descrito por primera vez la formación de heterodímeros entre los receptores OX1, GHS-R1a y LEP y del heterotrímero LEP-GHS-R1a-OX1 en un sistema de expresión heteróloga, y se ha obtenido evidencia de la expresión del complejo heterotrimérico en neuronas hipotalámicas de rata. Estos resultados sugieren un papel importante de la oligomerización en la mediación de la respuesta combinada a señales orexigénicas y anorexigénicas originadas tanto a nivel central como periférico. En esta Tesis se describe también por primera vez la formación del heterómero de receptores CRF2-OX1 y su interacción con los receptores σ. El balance σ1/σ2 y la expresión de los heterómeros OX1/CRF2 en una célula determinada condicionan el efecto de la anfetamina y la señalización inducida por orexina y CRF. El sistema cannabinoide desempeña, asimismo, un marcado papel modulador en múltiples procesos fisiológicos y su desregulación se asocia con alteraciones patológicas, desde enfermedades neurodegenerativas a procesos de inflamación, desórdenes cardiovasculares y cáncer. La actividad neuroprotectora de los cannabinoides se ha descrito tanto in vivo como in vitro y hoy en día se investiga su gran potencial terapéutico en enfermedades neurodegenerativas. En esta Tesis se ha identificado una localización preferente del heterómero de receptores A2A-CB1 en proyecciones GABAérgicas del estriado dorsal, neuronas afectadas de manera paradigmática en la enfermedad de Huntington, y una disminución de la expresión del complejo en estadios avanzados de la enfermedad. Los resultados sugieren la importancia de funciones específicas asociadas a la formación de dicho complejo que se ven afectadas negativamente en estadios tardíos de la progresión de la enfermedad. La capacidad protectora de los cannabinoides se observa también en procesos oncogénicos. Los receptores CB2 y GPR55 se encuentran sobre-expresados en diversos tipos de tumores humanos y se ha descrito su implicación en el control del destino de las células tumorales. En esta Tesis se ha descrito la formación de heterodímeros de receptores CB2-GPR55 en células cancerígenas y cómo la modulación de estos complejos puede modificar la actividad anti-tumoral de los cannabinoides in vivo.
The ‘receptor heteromer’ concept, in which receptors of the same and different gene families can combine among themselves to generate new and unique biochemical and functional characteristics, is becoming widely accepted for GPCRs and constitutes an emerging area in the field of GPCR cell signaling. Receptor heteromers must be understood as dimeric or higher order molecular entities that are the result of combinatorial evolution and they constitute novel therapeutic targets due to their possible specific location and their unique biochemical and functional properties, such as the allosteric modulations. Allosterism, as a result of interactions between individual protomers in the oligomer or between them and G proteins, can cause differential ligand binding and/or the modulation of intracellular trafficking and G protein coupling. In this context, the results here presented show the relevant role of GPCR oligomerization in different pathological processes such as addiction, Huntington’s disease and cancer, focusing on orexinergic and cannabinoid systems as modulatory systems involved in a wide range of physiological and pathophysiological processes. Here we describe for the first time the formation of heterodimers between LEP, GHS- R1A and OX1 receptors in a heterologous system, and the formation of heterotrimers involving the three receptors in hypothalamic primary cultures, suggesting an important role of these complexes in the response to a combination of different orexigenic and anorexigenic signals originated both centrally and peripherally. We demonstrate the formation of CRF2-OX1 receptor heteromers in a heterologous system and in the rat VTA. These receptors can interact also with sigma receptors, and the final balance between σ1/σ2 receptors and the expression of CRF2-OX1 receptor heteromers in a particular cell determines the effect of amphetamine and the signaling induced by orexin and CRF. Here we also identified the precise location of CB1-A2A receptor heteromers in the GABAergic projections in the dorsal striatum, that these complexes possess unique signaling properties and undergo an unprecedented dysfunction in Huntington’s disease, an archetypal disease that affects striatal neurons. Finally, we show that CB2R and GPR55 form receptor heteromers in cancer cells, that these structures possess unique signaling properties and that the modulation of these heteromers can modify the antitumoral activity of cannabinoids in vivo.

La memoria titulada "Estudio de los mecanismos implicados en la neurodegeneración estriatal en modelos murinos de la enfermedad de Huntington" ha perseguido determinar la implicación de las neurotrofinas endógenas BDNF y la NT-3 en la susceptibilidad de las neuronas estriatales en modelos transgénicos y excitotóxicos de la enfermedad de Huntington, estudiar la implicación de los agregados intraneuronales y de la excitotoxicidad mediada por los receptores NMDA en modelos transgénicos de la enfermedad de huntington y analizar el potencial de dos aproximaciones terapéuticas para la enfermedad de Huntington basadas en la administración de BDNF intra-estriatal o en el silenciamiento del gen causante de la patología. En dicha memoria se han empleado modelos murinos de la enfermedad de Huntington, el modelo excitotóxico y diversos modelos transgénicos con alteraciones específicas de los niveles de BDNF o la NT-3, ratones condicionales de la huntingtina mutada, así como también cultivos primarios y de precursores neuronales estriatales. Los resultados se han presentado como 3 artículos científicos originales publicados en revistas indexadas ("The Journal of Neuroscience" y "Neuroscience") y un artículo original en fase de preparación. Además, se ha realizado una discusión conjunta de los resultados presentados en los diferentes artículos científicos cumpliendo completamente con lo objetivos planteados. En conjunto, los resultados aportan datos relevantes que ayudan a entender la fisiopatología de la enfermedad de Huntington y la fisiología de las neuronas estriatales. En esta tesis se ha determinado que la disminución de los niveles de neurotrofinas afecta diferencialmente la susceptibilidad de las neuronas estriatales en modelos murinos y excitotóxicos de la enfermedad de Huntington. Así, el BDNF es el factor que modula el inicio y la severidad de la alteraciones motoras asociados a la degeneración selectiva de las neuronas estriatales de proyección en el modelo transgénico R6/1. Por su parte es la NT-3 el factor neurortófco que modula la susceptibilidad excitotóxica de las neuronas estriatales al regular la expresión de los receptores de glutamato tipo NMDA. Además, se ha demostrado que la toxicidad de los agregados intraneuronales presentes en los modelos transgénicos de la enfermedad de Huntington podría depender de su ubicación y el grado de empaquetamiento de la huntingtina dentro del agregado, puesto que dos modelos con el mismo número de agregados estriatales difieren significativamente en el grado de neuropatología estriatal. Además, se logró la reversión total de la patología en un modelo transgénico condicional a pesar de la presencia de agregados de tipo amiloideo, sugiriendo que este tipo de agregados no constituyen la especie más tóxica de la huntingtina mutada. Por último, se ha demostrado que los tratamientos basados en la administración del BDNF o en el silenciamiento del gen de la huntingtina mutada son capaces de revertir ciertas alteraciones neuropatológicas y funcionales de las neuronas estriatales en modelos transgénicos de la enfermedad de Huntington, apoyando la hipótesis de que estas herramientas constituyen alternativas terapéuticas efectivos para la enfermedad de Huntington.

DE LA TESIS:

El objetivo de esta tesis ha sido el de determinar los diferentes mecanismos intracelulares de muerte neuronal así como en su posible modulación mediante factores tróficos. Estos estudios se han realizado en el núcleo estriado, zona que degenera en la enfermedad de Huntington, con el propósito de identificar nuevas dianas sobre las que actuar para detener la neurodegeneración específica y desarrollar nuevos tratamientos neuroprotectores para la enfermedad.
Comenzamos el trabajo con el estudio de las vías intracelulares que median los efectos biológicos del GDNF sobre las neuronas estriatales, estudio para el que se emplearon cultivos primarios de neuronas estriatales. Seguidamente, nos centramos en el estudio de mecanismos de muerte y supervivencia in vivo, y más concretamente en la regulación de las proteínas de la familia de Bcl-2 en el núcleo estriado analizando tres paradigmas diferentes: (1) El desarrollo postnatal; (2) un modelo excitotóxico de la enfermedad de Huntington donde se produce una lesión estriatal aguda; y (3) un modelo transgénico de la enfermedad donde se produce una degeneración estriatal paulatina. En un trabajo previo de nuestro grupo se describió un papel esencial de la proteína Bax en el proceso apoptótico de las neuronas estriatales activado por la inyección de agonistas de los receptores de glutamato, por lo que nos interesamos en estudiar específicamente a esta proteína pro-apoptótica, y comenzamos por analizar su participación en el proceso apoptótico utilizando un animal KO para la proteína. Finalmente, la escasa muerte neuronal que se produce en el modelo transgénico, nos condujo a estudiar la activación de la vía de supervivencia AKT en respuesta a la toxicidad inducida por la expresión de htt mutada, y su posible participación en la compensación de las vías de muerte neuronal.
En esta tesis se ha determinado la importancia del GDNF en la modulación de la arborización de las neuronas estriatales, describiendo además los precisos mecanismos intracelulares que median estos efectos. Además se han descrito la participación de las diferentes proteínas de la familia de Bcl-2 en diferentes paradigmas, desde el desarrollo postnatal, a modelos de enfermedad de Huntington agudos y crónicos. Con estos estudios se ha demostrado la participación esencial de la proteína pro-apoptótica multidominio Bax en la muerte de las neuronas estriatales, además de una relación directa de la expresión de formas mutadas de la proteína huntingtina con la regulación de las miembros pro-apoptóticos de la subfamilia solo-BH3, observándose que el gran incremento y localización mitocondrial de estas proteínas influye en la disfunción neuronal descrita durante el desarrollo de la enfermedad. Fruto de estos analísis se propone a la proteína pro-apoptótica Bim como sensor frente a un amplio rango de estímulos nocivos dentro del núcleo estriado, subrayando la gran importancia de su regulación en las primeras etapas de los procesos de muerte, y además, señalando que los incrementos de esta proteína podrían reflejar en parte un soporte molecular al adelanto de las alteraciones motoras descritas en los modelos de Huntington tras la reducción de los niveles de BDNF. Por último, se ha demostrado que diferentes modelos de enfermedad de Huntington que expresan el exon 1 de la proteína huntingtina mutada mantienen una elevada actividad de la quinasa AKT que mantiene su naturaleza anti-apoptótica hasta las etapas más avanzadas de la enfermedad. Se postula que la subsistencia de esta actividad permitiría que las neuronas estriatales pudieran sobrevivir durante un largo tiempo con la expresión de la htt mutada. Estos datos subrayan la relevancia de la vía anti-apoptótica durante la progresión de la enfermedad, y apoyan la importancia de mantener unos niveles elevados de AKT fosforilada y su uso en terapias combinadas como un medio efectivo de retrasar la pérdida irreversible de las neuronas estriatales.