Evaluación del efecto del extracto de zanthoxylum martinicense sobre la expresión de apoe, lrp, glast y glt-1 en modelo de astrocitos y en ratones 3x tg-ad

Abstract

El aumento no regulado de la excitación neuronal y del ingreso de calcio a la célula, conocido como excitotoxicidad y causado por un exceso de glutamato (ya sea en tiempo de permanencia y/o en concentración) en la hendidura sináptica, o por acúmulos de Aβ en el espacio extracelular en contextos de Alzheimer, ha sido considerado como uno de los posibles mecanismos moleculares que derivan en la muerte de neuronas del hipocampo en el desarrollo de la enfermedad de Alzheimer (EA). Los extractos vegetales presentan características químicas estructurales que amplían el espectro de ligandos o compuestos con actividad neuroprotectora, y dada esa diversidad química han ganado importancia en la búsqueda de alternativas terapéuticas a enfermedades neurodegenerativas como la EA convirtiéndolos en sustancias privilegiadas multidiana. En este trabajo se evaluó el efecto de un extracto etanólico de raíz de Zanthoxylum martinicense sobre la expresión de las proteínas astrocitarias responsables de la regulación del glutamato en la hendidura sináptica, adicionalmente se evaluó el cambio en otras proteínas de interés en contextos de la EA dada la actividad agonista LXRβ de este extracto demostrada previamente en nuestro grupo de investigación. Mediante técnicas de inmunología y de cuantificación de proteínas totales, se evaluó el cambio en la expresión de las proteínas LRP, APOE (que tienen un rol protagónico en la homeostasis de Aβ en el sistema nervioso central) y de los transportadores de glutamato GLAST (EAAT1) y GLT-1 (EAAT2), en cultivos in vitro de la línea U87-MG empleado como modelo de astrocitos y en un modelo in vivo de ratones 3xTg-AD que fueron tratados con el extracto de Zanthoxylum martinicense. El resultado muestra que el tratamiento con este extracto específicamente tiene un efecto dosis dependiente en el aumento de la expresión de las proteínas ya mencionadas excepto LRP. El aumento en la expresión de APOE, GLAST y GLT1 tiene un potencial efecto neuroprotector por la posible mejora de la remoción de Aβ y en el incremento en la eficiencia de la retoma del glutamato sináptico evitando eventos de excitotoxidad, y puede pensarse que sean una parte del sustento molecular que soporta la recuperación de la memoria espacial en ratones 3xTg-AD tratados con el extracto. (Texto tomado de la fuente)

The dysregulated increase of neuronal excitation and calcium entry into the neuron, known as excitotoxicity, after a glutamate excess in the synaptic cleft or because of the Aβ aggregates in the extracellular matrix in Alzheimer’s disease (AD), has been considered as one of the possible molecular mechanisms driving neurodegeneration in the hippocampus during progression of AD. Vegetable extracts exhibit structural chemical features that enlarge the spectrum of ligands or compounds with neuroprotective capacity. According to this chemical diversity, they have emerged as protagonists in the search for therapeutic alternatives to neurodegenerative diseases like Alzheimer, and make them privileged multitarget compounds. In this research, we tested the effect of an ethanolic Zanthoxylum martinicense root’s extract on the expression of astrocytic proteins responsible for glutamate reuptake in the synaptic cleft. Additionally, because previous research in our lab demonstrated an LXRβ agonist activity of the extract, we evaluate the change in additional proteins related to AD. By using immunology tools and total protein quantification procedures, we probed changes in the expression of LRP, APOE (with a main role in the Aβ homeostasis in the central nervous system) and for the astrocytic glutamate transporters GLAST (EAAT1) and GLT-1 (EAAT2), in cultures of U87-MG cell line used as an astrocytic model, and in an in-vivo model of 3xTg-AD mice that were treated with the Zanthoxylum martinicense extract. Our results show that the treatment with this extract has a dose-dependent effect in the upregulation of the above-mentioned proteins, except LRP. The APOE, GLT1, and GLAST upregulation has a potential neuroprotective effect, due to their potential increased in Aβ removal and increased reuptake of synaptic glutamate, therefore avoiding excitotoxicity. We speculate that these effects are a constitutive part of the molecular substrate that supports the spatial memory recovery of 3xTg-AD treated with the extract.