Neurotrophic factorsNeurotrophin family

Nerve growth factorBrain-derived neurotrophic factorNeurotrophin 3Neurotrophin 4/5

Cytokines

Ciliary neurotrophic factorLeukemia inhibitory factorCardiotrophin 1

GDNF family

Glial-derived neurotrophic factorNeurturinPersephinArtemin

Kandel et al., 2000, Principles of Neural Science (from Reichardt & Farias, 1997 and Rosenthal, 1999)

Other: FGF, BMP, HGF, ...

Eliminacin de un gran nmero de neuronas(alrededor del 50%) por un proceso de muerteneuronal natural (apoptosis)

En algunos ncleos cerebrales hasta el 80%de las neuronas inicialmente generadas son eliminadas

extremidadamputada

DRG

simptico

Hiptesis neurotrficaVictor Hamburger & Rita Levi-Montalcini

Identificacin del NGF (Factor de crecimiento nervioso o Nerve Growth Factor)

el tamao de las poblaciones neuronalessensibles a NGF depende de la cantidad de NGF presente

NGF: factor de crecimiento nervioso- la inyeccin de anticuerpos reduce el tamao de las poblaciones neuronalessensibles

- la inyeccin del factor reduce la prdida natural en poblaciones sensibles- el factor es producido en tejidos inervados por poblaciones sensibles- el factor es transportado retrgradamente

Poblaciones sensibles a NGF:- algunos tipos de neuronas sensoriales- neuronas del sistema simptico- neuronas colinrgicas del sistema nervioso central

Familia del NGFNGFBDNFNT-3NT-4/5

DRG nodoso simptico

control

NGF

BDNF

NT-3

-Selectivos aunque con solapamiento-Son secretados en forma de precursores con un propptido que es hidrolizado extracelularmente

ESTUDIOS IN VIVO?. RECEPTORES?

NGFReceptores tirosina quinasaAutofosforilacin cruzada por dimerizacin de dos subunidadesLigandos actan en forma de dmeros

Dominio quinasa: - diversas tirosinas fosforilables- sititos de unin para molculas adaptadoras- activacin de rutas de sealizacin

Y490: Shc Grb2 SOS ras ERKGab1/2

PI3K Akt

FRS2/SNT

Y785: PLC

IP3 + DAG Ca+2

Purificado a partir del sobrenadante de una lnea de glioma de rata (B49): Glial cell line-Derived Neurotrophic Factor. Synergen: Frank Collins, 1993

Potente factor trfico de neuronas dopaminrgicas del mesencfalo embrionario: bioensayo

Nuevo factor trfico

GFLs: familia del GDNF (GDNF-family ligands)

Superfamilia del TGF-beta: baja homologa de secuencia pero conformacin similar. Todos tienen el llamado cysteine-knot en su estructura cuaternaria (7 residuos de cistena espaciados ms 3 puentes disulfuro)

preproGDNF: 211 aminocidos forma madura: 134 aminocidos forma activa: homodmeros Prediccin: posible receptor serina-treonina quinasa

Proteccin in vivo? Otras poblaciones? Muy potente en motoneuronas

Synergen Genentech Amgen

Poblaciones sensibles a GDNF

dopaminrgicas motoneuronas espinales neuronas simpticas y parasimpticas neuronas sensoriales perifricas noradrenrgicas del locus coeruleus

Respuesta in vitro y respuesta in vivo en modelos de lesin Expresin en tejidos inervados por estas neuronas en momentos

apropiadosScience. 1993 May 21;260(5111):1130-2.Science. 1994 Nov 11;266(5187):1062-4.Nature. 1995 Jan 26;373(6512):344-6.Nature. 1995 Jan 26;373(6512):341-4.Nature. 1995 Jan 26;373(6512):339-41.Nature. 1995 Jan 26;373(6512):335-9.Nature. 1996 Mar 21;380(6571):252-5.

1995: Receptor desconocido

Predicciones: - debera unir GDNF- expresarse en neuronas sensibles- activar vas intracelulares de transduccin de seal

Expression cloning con cDNAsde neuronas dopaminrgicas GDNFR

alta afinidad por GDNFexpresin en neuronas sensibles

protena extracelular asociada a membrana por GPIno cataltica

COMPLEJO RECEPTOR MULTICOMPONENTE

- PIPLC: elimina la respuesta a GDNF - adicin de GDNFR

soluble: recupera la respuesta

CMO PESCAR UN RECEPTOR QUE NO UNE LIGANDO DIRECTAMENTE?

CMO PESCAR UN RECEPTOR QUE NO UNE LIGANDO DIRECTAMENTE?

COMPLEJO RECEPTOR MULTICOMPONENTE

- el nico receptor de factor trfico conocido unido por GPI: CNTFR- CNTFR

une ligando, pero no es activo

- dos componentes

activos: gp130 y LIFRSIN RELACIN ESTRUCTURAL CON GDNF

- posiblemente receptor muy distinto a los de factores TGF- posiblemente no serina-treonina quinasa- posiblemente no tirosina-quinasa

COMPLEJO RECEPTOR MULTICOMPONENTE DE CITOQUINAS

Nature. 1996 Jul 4;382(6586):76-9.Nature. 1996 Jul 4;382(6586):73-6.Nature. 1996 Jul 4;382(6586):70-3.Proc Natl Acad Sci U S A. 1996 Oct 1;93(20):10657-61.

Generacin de un mutante deficiente para GDNF

- reduccin en el nmero de neuronas en diversas estructuras del sistema nervioso- neuronas sensoriales viscerales- motoneuronas- neuronas simpticas

- ausencia de riones- ausencia de sistema nervioso entrico

Desarrollo normal de las neuronas dopaminrgicas de la sustancia nigra

ureteric bud

metanephric blastema

Generacin de un mutante deficiente para GDNF

- reduccin en el nmero de neuronas en diversas estructuras del sistema nervioso- neuronas sensoriales viscerales- motoneuronas- neuronas simpticas

- ausencia de riones- ausencia de sistema nervioso entrico

IDNTICO AL FENOTIPO DEL MUTANTE DE C-RET

Mutaciones en el proto-oncogen RET en humanos se relacionan condos tipos de enfermedades debidas a alteraciones en las clulas de lacresta neural

- mutaciones activadoras: diversos tipos de cncer:

- MEN (multiple endocrine neoplasia) 2A. Carcinoma tiroideo medular(MTC), feocromocitoma, hiperplasia paratiroidea. Mutaciones en eldominio extracelular de ret.

- MEN 2B. MTC, feocromocitoma y otras complicaciones (p.ej.neurogangliomatosis en el tracto gastrointestinal). Mutaciones en eldominio quinasa.

-FMTC. Mutaciones en dominio intra- y extracelulares.

- mutaciones inactivantes: enfermedad de Hirschprung (megacolon aganglionar)

- tratamiento de lneas celulares que expresan c-ret con GDNF producela fosforilacin del receptor

- el tratamiento previo con PIPLC elimina la activacin- la readicin de GDNFR

soluble y GDNF recupera la activacin

Cell. 1996 Jun 28;85(7):1113-24.Nature. 1996 Jun 27;381(6585):789-93.Nature. 1996 Jun 27;381(6585):785-9.Nature. 1996 Jul 4;382(6586):80-3.

EspecificidadesModelos posibles de interaccin

- Target-dependent neuronal survival- Survival, proliferation and/or

differentiation of neural precursors- Neuronal differentiation- Axon growth and direction

and terminal patterns of innervation- Collateral branching and sprouting- Synaptic plasticity

Nmero de diapositiva 1Nmero de diapositiva 2Nmero de diapositiva 3Nmero de diapositiva 4Nmero de diapositiva 5Nmero de diapositiva 6Nmero de diapositiva 7Nmero de diapositiva 8Nmero de diapositiva 9Nmero de diapositiva 10GFLs: familia del GDNF (GDNF-family ligands) Nmero de diapositiva 12Nmero de diapositiva 131995: Receptor desconocidoNmero de diapositiva 15Nmero de diapositiva 16Nmero de diapositiva 17Nmero de diapositiva 18Nmero de diapositiva 19Nmero de diapositiva 20Nmero de diapositiva 21Nmero de diapositiva 22Nmero de diapositiva 23Nmero de diapositiva 24Nmero de diapositiva 25Nmero de diapositiva 26