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Ver el documento (formato PDF)   Frontera, Jimena Laura.  "Rol de BDNF y de la vía de señalización de Wnt y Sox2 en la diferenciación de progenitores neurales en el epitelio olfatorio"  (2015-02-26)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
El epitelio olfatorio (EO) de vertebrados es conocido por su remarcable propiedad de renovación de neuronas receptoras olfatorias en forma activa a lo largo de la vida, debido a la presencia de células madre neurales. El EO de larvas de Xenopus laevis muestra todas las características de un vertebrado adulto con una robusta capacidad regenerativa, ofreciendo un sistema ideal para el estudio de células madre neurales en adultos y de factores involucrados en la regeneración del tejido y la diferenciación del linaje neuronal. La identidad y características específicas de las células madre neurales del EO siguen siendo poco conocidas. Estudios previos en otros sistemas como en retina de Xenopus, han sugerido que la señalización de Wnt podría ser necesaria para la expresión de Sox2, el cual a su vez activa la expresión de genes proneurales, y bloquea la diferenciación neuronal a través de la activación de Notch. En el presente trabajo, analizamos la expresión de genes marcadores de células madre neurales en el EO de X. laevis. Además, describimos un incremento significativo en el número de células basales proliferativas y el número de células basales que expresan Sox2, durante la regeneración masiva luego de la destrucción del EO mediante el tratamiento con ZnSO4. Por otra parte, hemos observado que la vía de señalización de Wnt/β-catenina es necesaria para la expresión de Sox2 en células basales del EO principalmente durante la regeneración masiva. Sin embargo, en condiciones fisiológicas normales la expresión de Sox2 podría estar regulada por otros factores. No obstante, no se observó activación de las vías no canónicas de Wnt, como Wnt/JNK o Wnt/Ca++, en células basales en condiciones normales. Estos resultados sugieren un importante rol de Sox2 en las células proliferativas indiferenciadas, posiblemente involucrado en el mantenimiento de las propiedades de células neuro-progenitoras, y sugieren que Wnt estaría involucrado en la regulación de la expresión de Sox2 principalmente durante la regeneración. Por otro lado, se analizó la expresión de BDNF en el sistema olfatorio en condiciones fisiológicas normales, así como durante una regeneración forzada inducida por la destrucción química del epitelio olfatorio en larvas de X. laevis. Hemos descripto la presencia y los patrones de expresión de BDNF tanto en el EO como en el bulbo. En condiciones fisiológicas normales, células sustentaculares (gliales) y algunas células basales dispersas expresan BDNF en el EO, así como las células granulares en el bulbo olfatorio. Por otra parte, durante la regeneración masiva, hemos demostrado un aumento drástico de las células basales que expresan BDNF, así como un aumento de BDNF en el bulbo y nervio olfatorio. En conjunto, estos resultados sugieren un papel importante de BDNF en el mantenimiento y la regeneración del sistema olfatorio. En conclusión, nuestro trabajo pone de manifiesto la importancia del epitelio olfatorio de larvas de anfibios como modelo de estudios de procesos de neurogénesis. Así también hemos demostrado que la vía Wnt/β-catenina y la expresión de Sox2 juegan un rol fundamental en procesos de diferenciación de neuronas olfatorias. Por último, el análisis de la regeneración del EO muestra un significativo aumento en la expresión de BDNF y su importancia en procesos regenerativos neurales. Palabras clave: Epitelio Olfatorio, Células madre neurales, Neurogénesis, Neuronas Receptoras Olfatorias, Wnt, Sox2, BDNF.

Abstract:
The vertebrate olfactory epithelium (OE) has been known for its remarkable property of olfactory receptor neurons renewal actively throughout life due to the presence of neural stem cells. The OE of Xenopus laevis larvae show all the characteristics of an adult vertebrate with a robust regenerative capacity, offering an ideal system for the study of neural stem cells in adults and the factors involved in tissue regeneration and differentiation of neuronal lineage. The identity and specific characteristics of olfactory neural stem cells are still poorly understood. Previous studies in other systems as the retina of Xenopus, have suggested that Wnt signaling may be necessary for expression of Sox2, which in turn activates expression of proneural genes, and blocked neuronal differentiation through the activation of Notch. In this study, we analyzed the expression of neural stem cells markers in the OE of X. laevis. We also describe a significant increase in the number of proliferating basal cells and the number of basal cells that express Sox2, during massive regeneration after partial destruction of OE by treatment with ZnSO4. Moreover, we found that the Wnt/β-catenin signaling pathway is required for Sox2 expression in basal cells of the OE mainly during the massive regeneration. However, under normal physiological conditions Sox2 expression may be regulated by other factors. However, no activation of noncanonical Wnt pathways, such as Wnt/JNK and Wnt/Ca++ in basal cells was observed under normal conditions. These results suggest an important role of Sox2 in undifferentiated proliferating cells, possibly involved in the maintenance of the properties of neural progenitor cells, suggesting that Wnt be involved in the regulation of Sox2 expression mainly during regeneration. Furthermore, the expression of BDNF was analyzed in the olfactory system under normal physiological conditions, and during forced regeneration induced chemical destruction of the olfactory epithelium in X. laevis larvae. We have described the presence and expression patterns of BDNF in both the OE and the bulb. Under normal physiological conditions, supporting cells (glial) and some scattered basal cells express BDNF in the OE and granule cells in the olfactory bulb. Moreover we have shown a dramatic increase of basal cells expressing BDNF and BDNF increase in the bulb and olfactory nerve during regeneration. Together these results suggest an important role of BDNF in the maintenance and regeneration of the olfactory system. In conclusion, our study shows the importance of the olfactory epithelium of larval amphibians as model for the study of neurogenesis process. Moreover, we have also shown that Wnt/β-catenin and Sox2 pathway play a critical role in differentiation processes of olfactory neurons. Finally, analysis of OE regeneration showed a significant increase in the expression of BDNF and its importance in neural regeneration processes. Keywords: Olfactory Epithelium, Neural Stem Cells, Neurogenesis, Olfactory Receptor Neurons, Wnt, Sox2, BDNF.

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Registro:
Título : Rol de BDNF y de la vía de señalización de Wnt y Sox2 en la diferenciación de progenitores neurales en el epitelio olfatorio     =    Role of BDNF and the Wnt signaling pathway and Sox2 in differentiation of neural progenitors in the olfactory epithelium
Autor : Frontera, Jimena Laura
Director : Paz, Dante A.
Consejero : Paz, Dante A.
Jurados : Kordon, Edith C.  ; Rela, Lorena  ; Ferrari, Carina C.
Año : 2015-02-26
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Departamento de Biodiversidad y Biología Experimental (DBBE). Laboratorio de Biología del Desarrollo
Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias (IFIByNE)
Grado obtenido : Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Biológicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_5663_Frontera
Idioma : Español
Area Temática : Biología / Neurociencias
Biología / Fisiología Animal
Palabras claves : EPITELIO OLFATORIO; CELULAS MADRE NEURALES; NEUROGENESIS; NEURONAS RECEPTORAS OLFATORIAS; WNT; SOX2; BDNF; OLFACTORY EPITHELIUM; NEURAL STEM CELLS; NEUROGENESIS; OLFACTORY RECEPTOR NEURONS; WNT; SOX2; BDNF
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