Rol del sistema Eph/ephrinas en el desarrollo del sistema nervioso central y su posible utilidad en estrategias de regeneración de las conexiones topográficamente ordenadas

El objetivo central de este trabajo es estudiar los mecanismos moleculares que regulan la potencialidad evolutiva de las celulas madre/progenitoras de la retina, haciendo hincapie en el rol del sistema Eph/ephrinas. Se pretende que los hallazgos de este trabajo aporten: a) conocimientos basicos sobre los mecanismos celulares y moleculares del desarrollo del SNC y del sistema visual y b) conocimientos que sirvan de base para el diseno de estrategias de terapias regenerativas en la retina. Para tal efecto se emplea el sistema retinotectal del embrion de pollo como modelo experimental. El principal nicho de celulas madre/progenitoras de la retina reside en un anillo tisular que rodea a la retina llamado margen ciliar (MC). Este contiene a las celulas madre/progenitoras del cuerpo ciliar (CC) y las celulas madre/progenitoras localizadas en la zona marginal ciliar (ZMC). Esta zona provee celulas retinianas durante la vida postnatal en peces y anfibios, permitiendo el crecimiento de la retina y su regeneracion. Las aves y los mamiferos en cambio, pierden esta capacidad regenerativa. En aves, donde el crecimiento retiniano se produce durante el desarrollo, un pequeno MC persiste postnatalmente pero carece de la potencialidad evolutiva para aportar todos los tipos celulares de la retina. Las celulas madre/progenitoras del MC son capaces de 1) proliferar in vitro formando neuroesferas o 2) de proliferar in vivo al ser estimuladas formando nueva retina neural. Sin embargo, se ha mostrado que no todas las celulas madre “son iguales” y que varian en su potencialidad evolutiva. En el presente trabajo: 1. Se evalua si las celulas madre del MC se diferencian in vitro en celulas ganglionares de la retina (CGR) que posean informacion posicional y que sean competentes para responder a las moleculas del sistema Eph/ephrinas que guian el crecimiento axonal durante la formacion del mapa retinotectal. 2. Se investiga si las retinas regeneradas a partir del MC y de la transdiferenciacion expresan las moleculas del sistema Eph/ephrinas y presentan informacion posicional. 3. Se determina si la estimulacion de la via de senalizacion de Shh con su analogo activador SAG permite obtener retinas con regeneracion completa a partir de las celulas madre/progenitoras del MC. En este trabajo se han establecido las condiciones in vitro que permiten obtener un alto grado de diferenciacion de CGR a partir de celulas madre provenientes del MC. Estas CGR expresan moleculas del sistema Eph/ephrinas en forma topograficamente especifica y son competentes para responder a moleculas del sistema Eph/ephrinas que guian a los axones durante la formacion del mapa retinotectal. Se ha demostrado que la activacion de la via canonica de Shh con SAG induce la regeneracion completa de la retina a partir de las celulas madre/progenitoras del MC in vivo y que las CGR de la misma tienen informacion posicional expresando el sistema Eph/ephrinas en forma de gradiente como las retinas en desarrollo. Nuestros resultados aumentan las probabilidades de obtener una eferencia que establezca conexiones topograficamente ordenadas en el tectum.