Role of Reelin in synaptogenesis and synaptic stabilization in the adult brain

La Reelina es una proteina extracelular que presenta un papel principal en procesos tanto del desarrollo del sistema nervioso central como en plasticidad sinaptica en el adulto. La expresion de Reelina durante el desarrollo esta protagonizada por las celulas Cajal-Retzius (CR) (Alcantara et al., 1998). Su secrecion asegura una correcta separacion de la preplaca en capa marginal y subplaca (Del Rio et al., 1997; Super et al., 1998), asi como el correcto posicionamiento de las neuronas migrantes (Tissir and Goffinet, 2003). Su deficit constitutivo en ratones reeler (Goffinet and Dernoncourt, 1991) genera un cerebro con anomalias en la laminacion y una atrofia del cerebelo conjuntamente con numerosas ectopias celulares (D'Arcangelo and Curran, 1998). Su expresion experimenta un importante cambio tras la finalizacion de los procesos de migracion neuronal (Alcantara et al., 1998; Soriano and Del Rio, 2005; Herz and Chen, 2006), lo que sugiere una nueva funcion de Reelina en el cerebro posnatal y adulto. Los ratones reeler heterocigotos (HRM) y ratones reeler-like presentan un menor nivel de senalizacion de Reelina (Liu et al., 2001; Badea et al., 2007; Katsuyama and Terashima, 2009) asi como deficiencias en plasticidad sinaptica, como disrupciones en protocolos de potenciacion a largo plazo (LTP) (Weeber et al., 2002; Beffert et al., 2005), alteraciones en la composicion de receptores NMDA (Chen et al., 2002; Groc et al., 2007) y en las respuestas AMPA (Qiu et al., 2006). Las espinas dendriticas presentan alteraciones en ratones HRM, reeler y tras ablacion de la expresion de Dab1 en adulto (Niu et al., 2008; Trotter et al., 2011). Asi como la suplementacion de Reelina revierte muchos de estos fenotipos (Qiu and Weeber, 2007; Hellwig et al., 2011; Rogers et al., 2013), su sobreexpresion en el adulto promueve una mayor LTP (Pujadas et al., 2010). Por ultimo, diversas enfermedades psiquiatricas han mostrado relacion con la expresion de Reelina, asi como tambien la patofisiologia de la enfermedad de Alzheimer (AD) (Knuesel, 2010; Folsom and Fatemi, 2013). Por ultimo, su sobreexpresion en modelos de AD provoca un retraso en la aparicion de ciertos fenotipos patologicos (Pujadas et al., 2014). Hemos usado ratones transgenicos sobreexpresantes de Reelina (Reelin-OE) (Pujadas et al., 2010) asi como aproximaciones dirigidas a la deplecion de Dab1 en adulto (Pramatarova et al., 2008; Teixeira et al., 2014) y en celulas granulares (GCs) de nueva generacion del giro dentado (DG) (Teixeira et al., 2012) para estudiar el papel de Reelina en la aparicion y estabilizacion de sinapsis en el cerebro adulto. En el primer capitulo, analizamos el papel de Reelina sobre la composicion molecular y ultrastructura de los terminales presinapticos del hipocampo de ratones Reelin-OE. Reportamos una mayor complejidad de esos botones. En el segundo capitulo, analizamos el papel de Reelina sobre la composicion molecular y ultrastructura de las espinas dendriticas del hipocampo de ratones Reelin-OE. Mostramos una hipertrofia de las espinas dendriticas y aparatos de espina y cambios en la distribucion de subunidades de receptores NMDA y de p-cofilina. En el tercer capitulo, analizamos los efectos de la sobreexpresion e inactivacion de la senalizacion de Reelina sobre las espinas dendriticas de dos tipos de neuronas piramidales. Reportamos que Reelina regula la plasticidad sinaptica de un modo dependiente de celula y dominio dendritico. En el cuarto capitulo presentamos un nuevo metodo de microscopia correlativa optica (OM) ? FIB/SEM dirigido a la adquisicion de segmentos dendriticos previamente marcados. Aplicamos este metodo al estudio de la integracion de GCs de nueva generacion en la circuiteria preexistente del DG. Mostramos que estas celulas presentan espinas ramificadas, correlaciones entre parametros morfometricos de espinas y sinapsis y que la morfologia de las espinas y su inervacion presinaptica cambia con el desarrollo de estas celulas. En el quinto capitulo analizamos los efectos de la sobreexpresion e inactivacion de la senalizacion de Reelina sobre la integracion en la circuiteria preexistente de GCs de nueva generacion. Describimos cambios en el tamano y morfologia de esas espinas y sinapsis, asi como de su conectividad.