[ca] La mucopolisacaridosis tipus VII és un trastorn autosòmic recessiu causat per una deficiència de β-glucuronidasa,(GUSB) que condueix a l'acumulació de glicosaminoglicans dins de les cèl·lules. Les manifestacions clíniques d'aquesta malaltia multisistèmica, crònica i progressiva són molt variables entre pacients, però solen incloure deterioració cognitiva. Encara que alguns dels processos patològics han estat ben caracteritzats en la Mucopolisacaridosis tipus VII, la neurodegeneració que caracteritza aquesta malaltia no és un d'ells. A més, a pesar de que molts estudis preclínics han demostrat que la teràpia gènica és una estratègia amb potencial per a tractar la MPS VII, el seu efecte sobre la patologia neuronal no ha estat analitzat detalladament. Aquest estudi està centrat en comprendre com l'acumulació de glicosaminoglicans en els lisosomes afecta la viabilitat o el funcionament de les neurones. Hem estudiat la pèrdua neuronal i analitzat la densitat d'espines dendrítiques en el model de ratolí de MPS VII utilitzant diferents tècniques d'imatge. A més, per a obtenir una comprensió més completa de la patologia en el sistema nerviós central, també hem analitzat a 1, 3 i 6 mesos d'edat la neuroinflamació, l'estrès oxidatiu i l'autofàgia, mecanismes coneguts per exercir un paper central en la funció neuronal i les malalties neurodegeneratives. Per a comprovar si és possible restaurar les anomalies neuronals després de l'ús de teràpia gènica, s'han tractat ratolins MPS VII a 2 mesos d'edat mitjançant injecció intratecal de AAVrh10-GUSB i s'han analitzat les mostres a 5 i 6 mesos d'edat. Per a complementar els estudis in vivo, hem generat una línia de cèl·lules neuronals inactivant el gen GUSB mitjançant l'ús de la tecnologia CRISPR/Cas9 en cèl·lules SH-SY5Y. Juntament amb cultius primaris de neurones corticals, hem utilitzat aquest nou model per a analitzar més a fons la neuropatologia a nivell cel·lular. Els nostres resultats demostren una afectació diferent entre estructures cerebrals, algunes d'elles mostrant una disminució de la densitat neuronal o de la mida de la capa neuronal en l'última edat analitzada. Les neurones tant en l'escorça cerebral com en l'hipocamp presenten una disminució significativa en la densitat d'espines dendrítiques, suggerint una altra conseqüència de la manifestació neurològica de la malaltia. Els ratolins MPS VII presenten un augment d'astre i microgliosis en tot el cervell i nivells elevats de diverses proteïnes del sistema del complement. La funció neuronal també es troba alterada en la Síndrome de Sly, tal i com ho demostra la reducció de expressió de múltiples proteïnes relacionades amb el correcte funcionament de les neurones. A més, hem descrit un augment de l'estrès oxidatiu, alteracions en la senyalització cel·lular i un flux d'autofàgia deficient que podrien també exercir un paper crucial en la neuropatologia d'aquest trastorn. Un resultat fonamental d'aquesta tesi és la capacitat de la teràpia gènica per a revertir total o parcialment la majoria de les alteracions trobades en l'anàlisi del procés neurodegeneratiu. Si bé encara es desconeix molt sobre els factors que causen i empitjoren la neuropatologia dels pacients amb MPS VII, els nostres resultats proposen diversos mecanismes que poden ser parcialment responsables d'aquest fenotip i una estratègia terapèutica eficaç per a tractar-los amb èxit.

[en] Mucopolysaccharidosis type VII is an autosomal recessive disorder caused by a β-glucuronidase (GUSB) deficiency, which leads to the accumulation of glycosaminoglycans within the cells. The clinical manifestations of this multisystemic, chronic and progressive disease are highly variable among patients, but often include cognitive impairment. Although some pathological processes have been well characterized, this is not the case for the neurodegeneration. Preclinical studies have stablished gene therapy as potential strategy to treat MPS VII, reversing different pathological features, but its effect in the neuropathology of this disease has not been analyzed in detail. This study is focused on understanding how glycosaminoglycan accumulation in the lysosomes have an impact on the viability or functioning of the neurons. We studied neuronal loss and analyzed dendritic spine density in MPS VII mice using different imaging techniques. Furthermore, to obtain a comprehensive understanding of the pathology in the central nervous system we have also analyzed at 1,3 and 6 months of age neuroinflammation, oxidative stress and autophagy, mechanisms known to play a central role in neuronal function and neurodegenerative diseases. To test if neuronal abnormalities can be restored after gene therapy, MPS VII mice were treated at 2 months of age by intrathecal injection of AAVrh10-GUSB and analyzed at 5 and 6 months of age. To complement the in vivo studies, we generated a neuronal cell line by knocking down the GUSB gene using CRISPR/Cas9 technology in SH-SY5Y cells. Together with primary cultures from cortical neurons, we used the cell line model to further analyze the neuropathology at the cellular level. Our results show a different affectation among brain areas, some of them showing a decrease in neuronal density or width of the neuronal layer at the last age analyzed. Neurons in both cortex and hippocampus showed significant decrease in spine density, uncovering another cause of the neurological manifestation of the disease. MPS VII mice present increased astro- and microgliosis throughout the brain and elevated levels of several proteins of the complement system. Neuronal function is also impaired in Sly syndrome as showcased by reduced level of multiple neuronal function related proteins. Additionally, we describe increased oxidative stress, altered cellular signaling, and impaired autophagy flux to play a relevant role in the pathology of this disorder. A pivotal result of this thesis is the ability of gene therapy approach to reverse fully or at least partially most of the alterations found in the analysis of the neurodegenerative process. Although much is still unknown about the factors underlying the neuropathology of MPS VII patients, our results provide several mechanisms that may be partially responsible for this phenotype and a viable therapeutic approach to successfully treat them.