Pea3 transcription factors mediate retrograde signaling and axonal growth of DRG in response to NGF

Por A. Javier Ramos
IBCN, Facultad de Medicina, UBAcomentario Ledda figura

En el mes de Octubre de 2013 se publicó en la prestigiosa revista The Journal of Neuroscience el artículo titulado “Pea3 Transcription Factor Family Members Etv4 and Etv5 Mediate Retrograde Signaling and Axonal Growth of DRG Sensory Neurons in Response to NGF”, (www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24089499), un trabajo enteramente desarrollado en la Argentina dirigido por la Dra. Fernanda Ledda en colaboración con el grupo del Dr. Gustavo Paratcha, de la División de Neurociencia Molecular y Celular, Instituto de Biología Celular y Neurociencias “Prof. E. De Robertis” (IBCN-CONICET), Facultad de Medicina, UBA. (www.ibcn.fmed.uba.ar/300_grupos-lab-molecular-ledda.html). El trabajo experimental fue desarrollado por la Lic. Paula Fontanet con la colaboración de la Lic. Dolores Irala y el Lic. Fernando Alsina, todos ellos becarios de postgrado del CONICET.

Para quienes nos hemos formado en el Sistema Nervioso Central siempre es interesante darnos una vuelta por el Sistema Nervioso Periférico para interiorizarnos o actualizarnos acerca de sus mecanismos celulares y moleculares. Justamente el trabajo dirigido por Fernanda nos muestra varios de los desafíos que las neuronas sensoriales de los ganglios de la raíz dorsal (DRG, Dorsal Root Ganglia) enfrentan en el momento de alcanzar y mantener la inervación de sus blancos tisulares, como por ejemplo la piel. Con un mecanismo similar al que vemos en el SNC estas neuronas sensitivas del DRG requieren de la neurotrofina NGF (Nerve Growth Factor) para alcanzar sus órganos blanco, para sostener la inervación y para la sobrevida neuronal. Al momento de comenzar este trabajo, se reconocía que NGF, provisto probablemente por los órganos blanco, interactúa con receptores TrkA neuronales y es transportado retrógradamente al núcleo neuronal, existiendo grandes dudas sobre los mecanismos de señalización. El trabajo del laboratorio de la Dra. Ledda toma el problema en ese punto y determina, en una serie de experimentos muy claramente e inteligentemente diseñados, los mecanismos moleculares a través de los cuales NGF es transportado retrógradamente, activa la expresión de los factores de transcripción Etv4 y Etv5 dependiente de MAPK, lo que induce un aumento de la expresión de metaloproteasas 3 y 13 (MMP3-MMP13) encargadas de la remodelación de la matriz extracelular, lo que finalmente facilita el avance del cono de crecimiento axonal hacia su órgano blanco.

Basándose en evidencias previas que mostraban que otro factor de transcripción miembro de la familia Pea3 (Etv1) participaba en el desarrollo del DRG, los autores evaluaron la expresión de Etv4 y Etv5 durante el desarrollo embrionario y determinaron que estos factores se inducían en neuronas TrkA+ durante el periodo en el cual se produce la invasión tisular de los axones que es dependiente de NGF. Posteriormente, utilizando cultivos de línea celular PC12 y primarios de DRG, los autores muestran que la exposición a NGF induce un aumento en la expresión de Etv4 y Etv5 que puede ser bloqueada por el clásico inhibidor farmacológico de MEK/ERK (MAPK) llamado PD98059. Luego, utilizando cámaras de Campenot (cultivos compartimentalizados), donde sembraron neuronas de DRG de E15 con los somas en un compartimiento y los axones distales en otro, muestran que la aplicación de NGF en los axones induce un aumento en la expresión de Etv4 y Etv5 en los somas neuronales tanto a nivel de mRNA como a nivel de proteína. Este experimento es clave ya que demuestra que NGF aplicado distalmente en los axones es transportado retrógradamente y así puede modular la expresión de los factores de transcripción Etv4 y Etv5 a nivel nuclear. Seguidamente, en ensayos de pérdida de función con shRNA o de ganancia de función transfectando plasmidos que inducen la sobreexpresión de Etv4 y Etv5, muestran que estos factores de transcripción son requeridos diferenciar PC12 al fenotipo neuronal o aumentar la extensión de los axones de neuronas primarias de DRG. Finalmente, los autores muestran que el agregado de NGF induce el aumento de la expresión de MMP3 y MMP13, un efecto que es bloqueado por los shRNA de Etv4 y Etv5, mientras que la extensión de neuritas inducida por NGF en neuronas de DRG es facilitada por la sobreexpresión de Etv4 y Etv5.

Los resultados presentados en el trabajo tienen una gran implicancia para comprender el desarrollo de la inervación en el sistema nervioso periférico y facilitar el desarrollo de estrategias de reparación o regeneración del sistema nervioso. Cabe preguntarse si mecanismos similares median la acción de NGF y otros factores neurotróficos en el SNC. Con nuevos experimentos en camino y a punto de recibir los animales deficientes en Etv4-5, Fernanda y Paula confiesan que pronto tendremos más novedades acerca de la ruta NGF/Etv4-5…       

 

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