El envejecimiento poblacional y la patología tipo Alzheimer (EA, la demencia de mayor incidencia en la población de edad avanzada) constituyen una de las prioridades en los retos en salud de la Unión Europea. Elucidar los desencadenantes de procesos de envejecimiento cerebral es de gran importancia para efectuar intervenciones preventivas y paliativas que contribuyan a la calidad de vida en la tercera edad. En este proyecto, investigaremos p73 (factor de transcripción preponderante en la regulación de la muerte neuronal) en la modulación de la proteína reelin. Reelin es de importancia crucial en la plasticidad sináptica, las funciones cognitivas y la supervivencia neuronal, durante el desarrollo y en el cerebro adulto. Recientemente, se ha demostrado un papel de esta proteína en neuroprotección frente a EA aún por elucidar, que será investigado en este proyecto. Utilizando un modelo knock-out de ratón para p73, hemos observado anteriormente que estos ratones presentan degeneración cerebral aguda mientras que, paradójicamente, son extremadamente longevos. Estos datos sugieren una dualidad de p73 en la muerte celular, si bien se desconocen los mecanismos moleculares implicados en este fenómeno, que nos proponemos caracterizar. Por otra parte, hemos demostrado previamente que alteraciones lipídicas de microdominios de membrana neuronal lipid raft se modifican durante el envejecimiento neuronal, y son desencadenantes de procesos neuropatológicos desde fases asintomáticas de EA. Nuestras observaciones preliminares indican que p73 se ubica en lipid rafts, y podría tener un papel importante en la homeostasis de los mismos, aún por demostrar. En este proyecto, investigaremos la posible modulación de factores de supervivencia neuronal y de eventos moleculares tempranos durante el envejecimiento cerebral y en procesos de desarrollo de EA asociados a la regulación de p73, y la implicación de alteraciones en la homeostasis de los lipid raft. Utilizaremos muestras de cerebro humano, modelos murinos KOp73, de envejecimiento acelerado y de patología tipo EA, cultivos neuronales, y muestras de líquido cefalorraquídeo procedentes de pacientes con EA en diferentes estadíos. Mediante diversas aproximaciones morfológicas, bioquímicas y metabólicas pretendemos: a) Caracterizar los mecanismos potenciales de regulación de p73 en proteínas relevantes para la supervivencia neuronal, reelin y klotho, receptores neurotróficos del factor de crecimiento insulinotrópico y de los estrógenos, IGF-1R y ER;, y su relación con procesos neurodegenerativos en Alzheimer; b) elucidar la posible influencia de alteraciones de los lipid raft en la actividad de estas proteínas durante el envejecimiento neuronal; c) identificar los eventos moleculares y metabólicos en lipid rafts asociados con los marcadores proteicos del estudio, en muestras de líquido cefalorraquídeo y exosomas extraídos de pacientes en diferentes fases de Alzheimer. Los abordajes propuestos permitirán caracterizar aspectos relevantes del envejecimiento cerebral y neuropatologías asociadas, y proporcionarán herramientas innovadoras en el diagnóstico precoz. Además, se espera que los resultados nos permitan comprender los cambios moleculares y celulares en las células nerviosas asociados al envejecimiento, como detonantes de procesos neurodegenerativos.
Population ageing and pathologies such as Alzheimer (AD, the dementia with the highest incidence in aged people) constitute one of the priorities in health challenges in the European Union. It is of great importance to elucidate the events triggering brain ageing to ultimately elaborate proceedings that may contribute to the quality of life in the elderlies. In this project, we will investigate p73 (a transcription factor that plays a primordial role in neuronal death) in the modulation of reelin. Reelin is of crucial importance in the synaptic plasticity, cognitive functions, and neuronal survival during, both, development and adult brain. Recently, it has been demonstrated a role of reelin in neuroprotection against AD that still remains to be elucidated. This aspect will be investigated in this project. Using a p73 knock-out murine model, we have previously observed that these mice show acute brain degeneration whereas, paradoxically, these mice are extremely long-lived. These data demonstrate a duality of p73 in cell death, although it is unknown the mechanisms involved in this phenomenon, that we propose to characterize here. Moreover, we have previously demonstrated that lipid alterations in neuronal membrane microdomains named lipid rafts are modified during normal neuronal ageing. These alterations trigger some neuropathological processes since asymptomatic stages of AD. Our preliminary observations indicate that p73 is located in lipid rafts, where it may have an important role in raft homeostasis, still to be investigated. In the present Project, we will investigate the potential modulation of neuronal survival factors, and the early molecular events during normal brain ageing, and in the development of pathological AD processes associated with the regulation of p73, as well as the involvement of aberrant anomalies in the homeostasis of lipid rafts. For this study, we will use human brain samples, murine models Kop73, of accelerated ageing and APP transgenic mice, neuronal cultures, and cerebrospinal fluid samples from patients at different stages of Alzheimers disease. Using different morphological, biochemical and metabolic approaches, we intend: a) To characterize the potential mechanisms of p73 regulation in relevant proteins for neuronal survival, such as reelin and klotho, neurotrophic receptors of insulin growth factor and estrogens, IGF-1R and ER, and its correlation with Alzheimer neurodegenerative processes; b) to elucidate the potential influence of alterations in lipid raft microdomains in the activity of these proteins during neuronal ageing; c) to identify the molecular and metabolic events in lipid rafts associated with the protein markers of the study, using cerebrospinal fluid samples and exosomes isolated from Alzheimers disease patients at different stages. The proposed approaches will allow us to characterize relevant aspects of brain ageing and the associated neuropathologies, and will provide innovative tools for early diagnosis. Moreover, it is expected that these results will allow understanding the molecular and cellular changes taking place in neural cells associated with ageing, as hallmarks of neurodegenerative processes