La glia de los corpúsculos sensitivos de los mamíferos como base de la mecanotransducción y su potencial neurogénico

Abstract

Los corpúsculos sensitivos son órganos especializados formados por un axón central rodeado, con diferentes organizaciones, por células Schwann-like y células de origen endoneurial-perineurial. En los mamíferos, los corpúsculos de Pacini y de Meissner representan los dos tipos principales de corpúsculos sensitivos cutáneos en base a su estructura y organización celular: los corpúsculos de Pacini son el prototipo del mecanorreceptor encapsulado mientras que son los corpúsculos de Meissner son mecanorreceptores no-capsulados o parcialmente capsulados. Funcionalmente ambos son mecanorreceptores de adaptación rápida y bajo umbral y dependen de fibras nerviosas sensitivas de tipo A¿ o Aß, originadas en las neuronas sensitivas grandes e intermedias. Actualmente es bien conocido que los corpúsculos sensitivos dependen para su desarrollo, maduración y mantenimiento del sistema de factores de crecimiento de la familia de las neurotrofinas. Así, los corpúsculos cutáneos de Meissner dependen del sistema TrkB/BDNF/NT-4. Sin embargo, el patrón de expresión de TrkB en los corpúsculos de Meissner humanos no se conoce en detalle. En la primera publicación se ha investigado la presencia de TrkB en los corpúsculos sensitivos de la piel glabra humana. En resumen, TrkB no se detectó en los corpúsculos de Pacini mientras que está presente en una subpoblación de células laminares en los corpúsculos de Meissner, pero no en los axones que los suplen. Por otra parte, los resultados demostraron que mientras que el porcentaje de los corpúsculos de Meissner que contiene células TrkB positivas se mantiene constante desde el nacimiento hasta los 50 años, disminuye tres veces en los sujetos de más de 50 años. Estos resultados son importantes si se pretende incluir el análisis de los corpúsculos de Meissner en las biopsias cutáneas para diagnosticar algunas enfermedades neurológicas, ya que las proteínas que se expresan en estos corpúsculos son potenciales herramientas de diagnóstico. En los mamíferos, los corpúsculos cutáneos mecanosensibles son los responsables del tacto ligero (los corpúsculos de Meissner) y profundo (los corpúsculos de Pacini), y en ellos es donde tiene lugar la mecanotransducción, es decir, la conversión de estímulos mecánicos en actividad eléctrica. Se asume generalmente que las deformaciones en la membrana de las diversas células que forman mecanorreceptores accionan la abertura de los canales iónicos mecanosensibles que inician una corriente de despolarización. Durante la década pasada, varios estudios han identificado cuatro familias del canal iónicos como posibles moléculas mecanosensibles. En la segunda publicación hemos investigado la expresión de algunos canales pertenecientes a la familia de DEG/ENa+C, especialmente los canales iónicos sensibles a ácido (ASICs), que median diversas modalidades sensoriales incluida la mecanosensación. Mediante inmunohistoquímica asociada a microscopía laser-confocal se estudió la distribución de las proteínas ASIC1, ASIC2, y ASIC3 en los corpúsculos de Pacini cutáneos humanos. ASIC1 se detectó en el axón central co-expresado con la proteína RT-97; ASIC2 estaba presente en las células laminares del núcleo interno colocaliza con la proteína S100, y ASIC3 no se detectó. Estos resultados demuestran por primera vez la distribución diferencial de ASIC1 y de ASIC2 en los mecanorreceptores del bajo umbral y adaptación rápida humanos, y sugieren papeles específicos de ambas proteínas en la mecanotransdución. En base a los datos existentes en la bibliografía y a nuestros estudios previos, hipotetizamos que BDNF y/o NT-4 por medio de TrkB pueden regular la expresión de las moléculas supuestamente mecanorreceptoras en los corpúsculos de Pacini. Para probar esta hipótesis se analizó la expresión y la distribución de las subunidades ENa+C y ASIC2 en los corpúsculos de Pacini de ratones de 25 días deficientes en TrkB, BDNF y NT-4. Mediante inmunohistoquímica se observó que las subunidades ¿-ENa+C y de ß-ENa+C, pero no la subunidad ¿-ENa+C, están presentes en el axón central de los corpúsculos de Pacini de los normales. Además, se detectó la presencia de ASIC2 tanto en el axón central como en las células del núcleo interno. La ausencia de TrkB o de BDNF suprimió la expresión de ¿-ENa+C y de ASIC2, mientras que la expresión de ß-ENa+C no cambió. La expresión de las subunidades de ¿-ENa+C y de ß-ENa+C en los ratones deficientes NT-4 aparece en los axones y en las células del núcleo interno, y la expresión de ASIC2 se encuentra aumentada. En conjunto, estos resultados sugieren que la expresión de algunas potenciales mecanoproteínas en los corpúsculos de Pacini es regulada por el sistema de las neurotrofinas (BDNF, NT-4 y TrkB). Los resultados de esta investigación se incluyen en la tercera publicación, y la autora de la tesis es co-autora principal en ella. La nestina es un filamento intermedio presente en el citoplasma de las células troncales potencialmente neurogénicas (NSC) en adultos, y se ha detectado recientemente en células Schwann-like de los corpúsculos sensitivos de roedores. En la cuarta publicación se presentan los resultados de una investigación enfocada a detectar las células nestin-positivas en los corpúsculos de Meissner y de Pacini de la piel digital glabra humana, usando inmunohistoquímica e hibridación in situ. Además se investigaron en paralelo la proteína S100 (considerada también como marcador de NSC) y la vimentina (el filamento intermedio de las células Schwann-like maduras de los corpúsculos sensitivos). Los resultados demuestran que en los corpúsculos sensitivos cutáneos adultos de Meissner y de Pacini hay una pequeña población de células Schwann-likes (vimentina+) que en base de sus características immunohistochemical básicas (S100 proteina+, nestina+) pueden ser potenciales NSCs. Células con idéntico perfil immunohistoquímico se encontraron próximas a los corpúsculos de Meissner. Las células de nestin+ de los corpúsculos sensitivos cutáneos del adulto pueden ser una fuente prometedora de NSC, fácilmente accesibles para ser utilizadas en terapia celular para enfermedades neurológicas.