[en] Lafora progressive myoclonic epilepsy (LD) is a rare disease characterized by neurodegeneration, epilepsy and theaccumulation of polyglucosans in different tissues, known as Lafora bodies. At the moment, there is a limited knowledge on the molecular bases of the disease and there is no available treatment, which leads to the death of patients within 10 years after the onset of the first symptoms. Until now, mutations in two genes that could explain the basis of the disease in 92% of the cases: EPM2A, encoding phosphatase dual laforin, and EPM2B, encoding malin, an E3-ubiquitin ligase. Both proteins interact forming a complex able to ubiquitinate different substrates. Recently, the involvement of the complex in several pathways has been demonstrated. However, there has been little advance in the understanding of the molecular bases underlying one of the most important features of the disease: epilepsy. For this reason, the aim of this thesis was to attempt to understand this process. The most part of the studies analyzing the epilepsy in LD focused on the analysis of the neural systems. However, recent studies suggest that an impairment of the astrocytes due to existing neuroinflamation could contribute to the triggering and/or the development of epilepsy and other neurological diseases. For this reason, our efforts have been focused on the study of the main excitatory neurotransmitter homeostasis, glutamate, in cellular and animal models of LD. The mentioned homeostasis depends on the correct functioning of the astrocytic cells and their deregulation contributes significantly to an increase in neural hyperexcitability and death. In this work, an alteration of the main astrocytic glutamate transporter, GLT-1, has been identified. This transporter is responsible of 90% of extracellular glutamate uptake. Therefore, a decrease in the activity of GLT-1 leads to an increase in synaptic glutamate, contributing to the hyperexcitability. Primary astrocytes from cortex of mice deficient in Epm2a or Epm2b genes, models of LD, show a decrease in the amount of GLT-1 located at the cell surface, which is correlated to a lower capacity of these cells to take glutamate up. This change in the subcellular localization is regulated by changes in the ubiquitination of the transporter, which is increased in the presence of overexpressed laforin-malin complex. Finally, we demonstrated that mouse models for LD present a reduced capacity to uptake glutamate compared to the control group, using in vivo microdialysis. Hence this thesis presents evidences of a deregulation in the homeostasis of the glutamate transporter GLT-1 in animals and cells models for LD and suggests that this alteration could contribute to epilepsy in LD.

[es] La epilepsia mioclónica progresiva de tipo Lafora (LD) es una enfermedad rara caracterizada por neurodegeneración, epilepsia y acumulación de poliglucosanos en diferentes tejidos, denominados cuerpos de Lafora. Por el momento, existe un conocimiento limitado de las bases moleculares de la enfermedad y todavía no se dispone de un tratamiento adecuado, lo que lleva a la muerte de los pacientes 10 años después del debut de los primeros síntomas.Hasta la fecha se han identificado mutaciones en dos genes que explicarían la base de la enfermedad en un 92% de los casos: EPM2A, que codifica la fosfatasa dual laforina, y EPM2B, que codifica una E3-ubicuitina ligasa. Ambas proteínas interaccionan formando un complejo capaz de ubicuitinar diferentes sustratos.Recientemente se ha demostrado la afectación de varias vías en la enfermedad de Lafora. Sin embargo, se ha avanzado poco en la comprensión de las bases moleculares que subyacen a una de las características más importantes de la enfermedad: la epilepsia. Por eso, la finalidad de esta tesis ha sido tratar de comprender este proceso. Hasta la fecha, la mayor parte de estudios realizados analizando la epilepsia en la enfermedad de Lafora se han centrado en analizar los sistemas neurales. No obstante, estudios recientes sugieren que una afectación de los astrocitos debido a la neuroinflamación existente podría contribuir al desarrollo de la epilepsia. Por ese motivo, nuestros esfuerzos han ido dirigidos al estudio de la homeostasis del principal neurotransmisor excitatorio, el glutamato, en modelos celulares y animales de la enfermedad de Lafora. Dicha homeostasis depende del correcto funcionamiento de las células astrocitarias y su desregulación contribuye significativamente a un aumento de la hiperexcitabilidad y la muerte neuronal.En este trabajo se ha identificado una desregulación del principal transportador de glutamato astrocitario, GLT 1. Dicho transportador es el responsable de la captación del 90% del glutamato extracelular, por lo que una disminución de la actividad de GLT-1 provoca un aumento del glutamato sináptico, favoreciendo la hiperexcitabilidad. Astrocitos primarios procedentes de corteza de ratón deficientes en el gen Epm2a o Epm2b muestran una disminución de la cantidad de GLT-1 expresada en la superficie celular, que se correlaciona con una menor capacidad de estas células para captar glutamato. Este cambio en la localización subcelular está regulado por cambios en la ubicuitinación del transportador, que se encuentra aumentada en presencia de laforina-malina sobreexpresada. Por último, se ha demostrado que los ratones modelo para LD presentan una capacidad disminuida para captar glutamato respecto a los controles, utilizando microdiálisis in vivo.Por lo tanto, esta tesis presenta evidencias de una desregulación de la homeostasis del transportador de glutamato GLT-1 en células y animales modelo para LD y sugiere que esta alteración podría contribuir a la epilepsia presente en LD.