Activación de la microglía y perfil de citoquinas en muestras post mortem de pacientes con enfermedad de Alzheimer

Abstract

RESUMEN: La enfermedad de Alzheimer (EA) es la demencia neurodegenerativa más prevalente a nivel mundial. Patológicamente se caracteriza por el depósito extracelular del péptido beta amiloide (βA), la hiperfosforilación de la proteína tau al interior de las neuronas y la neuroinflamación. La activación del sistema inmune puede conducir a una neurodegeneración por la liberación de citoquinas pro-inflamatorias, producción de sustancias tóxicas como especies reactivas del oxígeno (ROS) y óxido nítrico (ON), y activación del complemento, todo esto genera daños directos e indirectos a las células. Por ejemplo, la microglía activada secreta citoquinas inflamatorias como IFN-γ, IL-1β y TNF-α, estas a través de una cascada de señalización mediada por MEKK1 y JNK aumentan la actividad de la γ-secretas, y por consiguiente se incrementa la producción del βA, el cual se acumula y es tóxico para las neuronas. La Microglía representa el mayor número de células del sistema inmune innato en el cerebro y su disfunción se ha relaciona con un sinnúmero de enfermedades neurodegenerativas entre ellas la EA. En este trabajo se evaluaron los niveles de citoquinas en LCR por citometría de flujo, la morfología de la microglía mediante inmunohistoquímica para Iba1 y por inmunofluorescencia la expresión de los siguientes marcadores de activación de microglía: CD36, CD68 y HLA-DR, en tejido post mortem de pacientes con EA y controles. No se encontraron diferencias en el perfil de citoquinas en la EA comparado con los controles. Morfológicamente, la microglía en la EA se asoció con un perfil de activación, caracterizado por una reducción de sus proyecciones y aumento de su soma, adicional a eso, la microglía alrededor de los depósitos de βA mostró un fenotipo hipertrófico. En la microglía de pacientes con EA de inicio tardío hubo un aumento en la expresión de CD68 y HLA-DR. La expresión de CD68 mostró una correlación positiva con los estadios neuropatológicos de la enfermedad. La detección de citoquinas tanto en pacientes como en controles se puede explicar por la neuroinflamación asociada a la edad o a posibles infecciones que hayan estado presentes en el momento de la donación de los órganos tanto en los pacientes como en los controles. Nosotros concluimos que en la EA de inicio tardío la microglía tiene un fenotipo hipertrófico, una mayor expresión de marcadores de activación, y que estos se relacionan con los estadios neuropatológicos de la enfermedad.

ABSTRACT: Alzheimer's disease (AD) is the most prevalent neurodegenerative dementia in the world, characterized by extracellular deposits of amyloid beta peptide (βA), tau protein hyperphosphorylation inside neurons and neuroinflammation. The activation of the immune system can lead to neurodegeneration due to the release of proinflammatory cytokines, the production of toxic substances such as reactive oxygen species (ROS) and nitric oxide (NO), and complement activation, all of which generate direct and indirect damage to the cells. For example, activated microglia secrete inflammatory cytokines such as IFN-γ, IL-1β and TNFα, these, through a signaling cascade mediated by MEKK1 and JNK, increase the activity of γ-secretes, and consequently increase the production of βA, which accumulates and is toxic to neurons. Microglia represent the largest number of immune cells in the brain and play an important role in the development of AD. The levels of cytokines in CSF were measured by Cytometric Bead Array, the morphology of the microglia by immunohistochemistry staining of Iba1, and by immunofluorescence the expression of the following markers of microglia activation: CD36, CD68 and HLA-DR, in tissue post-mortem of AD patients and controls. We found no differences in the cytokine profile in AD compared to controls. Morphologically, the microglia in AD were associated with an activation profile, characterized by a reduction in their projections and an increase in their soma. In addition, the microglia around the βA deposits showed a hypertrophic phenotype. In the microglia of patients with late-onset AD there was an increase in the expression of CD68 and HLA-DR. The expression of CD68 showed a positive correlation with the neuropathological stages of the disease. The detection of cytokines in both patients and controls can be explained by neuroinflammation associated with age or possible infections that may have been present at the time of organ donation. We conclude that in late-onset AD microglia have a hypertrophic phenotype, a higher expression of activation markers, and that these are related to the neuropathological stages of the disease.