Bases Moleculares de las Sinapsis Glutamatérgicas

Resumen de Investigación:

El trabajo de nuestro laboratorio está dedicado a la comprensión de los mecanismos moleculares y celulares de neuroprotección y regeneración del cerebro frente a lesiones del mismo, como la isquemia cerebral. Para nosotros es de especial interés la caracterización de los mecanismos de reparación que se activan durante la llamada tolerancia isquémica. Estos mecanismos se inducen en respuesta a episodios isquémicos moderados y hacen que este órgano incremente su resistencia frente a daños isquémicos más severos que pudieran ocurrir posteriormente. Estas respuestas plásticas del cerebro involucran mecanismos que van desde modificaciones en la actividad de las vías glutamatérgicas (principales ejecutores del daño tóxico), hasta la activación de mecanismos antioxidantes y, probablemente, la generación de nuevas células a través de la neurogénesis. En relación con las vías glutamatérgicas, hemos investigado el papel de los transportadores de glutamato y la posible intercomunicación con otras vías (como las glicinérgicas y dopaminérgicas). Hemos encontrado que los canales de potasio regulan la actividad de los transportadores de glutamato y dopamina en diferentes circunstancias y hemos encontrado una serie de proteínas reguladoras del tráfico de estas proteínas. Además, hemos encontrado que algunos microARN producidos por neuronas (mir-96 y mir-137) podrían afectar la actividad del transportador de glicina GLYT1, presente en las células gliales. Estamos investigando cómo estos y otros microARN se empaquetan en exosomas y se transfieren entre las neuronas y la glía y viceversa, como agentes potenciales agentes neuroprotectores. En relación a la respuesta neurogénica, nos interesan tanto los mecanismos básicos por los que se activa este proceso en el cerebro adulto cómo las modificaciones de esta respuesta en situaciones de estrés. En particular, el enfoque principal del grupo de Eva Porlan es el potencial de los objetivos farmacológicos para mejorar la proliferación del tallo neural adulto y la producción neurogénica con un enfoque en dos paradigmas experimentales: la regeneración de la zona supependimaria del adulto después del agotamiento de la progenie y la hipoxia. El principal interés de la Dra. Porlan es la elucidación de los mecanismos subyacentes al mantenimiento de las reservas de células madre y progenitoras neurales adultas, sus implicaciones en las condiciones patológicas y su potencial para procesos regenerativos e intervenciones terapéuticas.

En los últimos años, hemos mantenido colaboraciones con los grupos del Dr. F.J. Díez-Guerra (CBMSO), en el estudio de la transferencia de exosomas entre células nerviosas y en estudios de imagen, con los Dres. B. López-Corcuera (CBMSO) y C. Avendaño (UAM) sobre el papel de las vías glicinérgicas, con los Dres. A. Rodríguez Artalejo (UCM) y D. Bartolomé-Martín en el estudio de la actividad de los canales de sodio y potasio. También con la Dra. I Fariñas (UV, CIBERNED), el Dr. M. Malumbres (CNIO) y la Dra. T Iglesias (IIBM Alberto Sols CSIC) para los estudios de neurogénesis en adultos.

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Figura 1. Neuroesferas de ratón del nicho neurogénico subependimario adulto teñidas con anti-nestina (rojo) y DAPI (azul)

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ApellidosNombreLaboratorioExt.*e-mailCategoría profesional
Balsells AlonsoMaría Margarita3064655Estudiante TFG
Maestre GuillénAlejandro3064655Estudiante TFM
Núñez BalbuenaEnrique3044656enunez(at)cbm.csic.esE. Técnicos Superiores Especializados de Organismos Públicos de Investigación
Zafra GómezFrancisco3064630fzafra(at)cbm.csic.esCatedrático Universidad, GA

Publicaciones relevantes:

  • Bartolomé-Martín, D., Ibáñez, I., Piniella, D., Martínez-Blanco, E., Pelaz, S.G. and Zafra, F. (2019) Identification of potassium channel proteins Kv7.2/7.3 as common partners of the dopamine and glutamate transporters DAT and GLT-1. Neuropharmacology 161,107568. doi: 10.1016/j.neuropharm.2019.03.011
  • Morante-Redolat, J.M., Porlan, E. (2019) Neural Stem Cell Regulation by Adhesion Molecules Within the Subependymal Niche. Front Cell Dev Biol. 7, 102. doi: 10.3389/fcell.2019.00102.
  • Zafra, F.*, Aragón, C., Olivares, L., Danbolt, N.C, Giménez, C., Storm-Mathisen, J. (1995) "Glycine transporters are differentially expressed among CNS cells". J. Neurosci. 15, 3952-3969. IF7.5 Number of citations: 289
  • Casado, M., Bendahan, A., Zafra, F., Danbolt, N.C., Aragón, C., Giménez, C. Kanner, B.I.* (1993) "Phosphorylation and modulation of brain glutamate transporters by protein kinase C". J. Biol. Chem. 268, 27313-27317. IF5.6 Number of citations: 242
  • Zafra, F., Gomeza, J., Olivares, L., Aragón, C., Giménez. C.* (1995) "Regional distribution and developmental changes of glycine transporters (GLYT1 and GLYT2) in rat brain". Eur. J. Neurosci. 7, 1342-1352. IF3.7 Number of citations: 149
  • Cubelos, B., Giménez, C., Zafra F.* (2005) Localization at glutamatergic synapses of the glycine transporter GLYT1. Cerebral Cortex 15(4):448-459. IF6.5 Number of citations: 111
  • Casado, M., Zafra, F., Aragón, M.C., Giménez, C.* (1990) "Activation of high-affinity uptake of glutamate by phorbol esters in primary glial cell cultures." J. Neurochem. 57, 1185-1190. IF4.6 Number of citations: 98
  • Zafra, F., Hengerer, B., Leibrock, J., Thoenen, H., Lindholm,D. (1990) "Activity dependent regulation of BDNF and NGF mRNAs in the rat hippocampus is mediated by non-NMDA glutamate receptors." EMBO. J. 9, 3545-3550. IF8.7 Number of citations: 723
  • Zafra, F., Castrén, E., Thoenen, H., Lindholm, D. (1991) "Interplay between glutamate and γ-aminobutyric acid transmitter systems in the physiological regulation of brain-derived neurotrophic factor and nerve growth factor synthesis in hippocampal neurons." Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 10037-10041. IF9.6 Number of citations: 424

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