Origen y entrada de precursores microgliales durante el desarrollo embrionario de la retina de codorniz

Abstract

En los últimos años se ha demostrado que las células microgliales se originan a partir de macrófagos primitivos derivados del saco vitelino que colonizan el cerebro en desarrollo en estadios muy tempranos de la embriogénesis y permanecen en el cerebro adulto (Ginhoux et al., 2010; Gomez-Perdiguero et al., 2015; Hoeffel et al., 2015; Schulz et al., 2012), donde se autoperpetúan mediante proliferación local (Ajami et al., 2007; Askew et al., 2017). Una vez dentro del sistema nervioso central (SNC), los progenitores microgliales constituyen la microglía ameboide (Ling y Wong, 1993), que se mueve mediante migración tangencial y radial hasta alcanzar sus localizaciones finales dentro del parénquima nervioso, donde se diferencia en microglía ramificada (Cuadros y Navascués, 1998). Los mecanismos encargados del reclutamiento microglial al interior del SNC durante el desarrollo embrionario son objeto de atención en la actualidad. El presente estudio ha analizado el origen de las células microgliales que colonizan la retina durante el desarrollo embrionario de codorniz así como los procesos y factores moleculares que desencadenan su entrada en esta región del SNC. Los macrófagos primitivos colonizan el SNC en etapas tempranas del desarrollo del embrión de pollo (Cuadros et al., 1993), pero no se conoce si estos macrófagos de procedencia vitelina son realmente progenitores de las células microgliales que entran en la retina de las aves en etapas más avanzadas del desarrollo embrionario. En el presente estudio se ha demostrado que la microglía ameboide que, a partir del séptimo día de incubación, coloniza la retina embrionaria de codorniz procede de macrófagos primitivos originados en el saco vitelino, que alcanzan el ojo a través del borde marginal de la retina y de la fisura óptica en estadios muy tempranos del desarrollo embrionario. Además, el acceso a la retina de dichos macrófagos tiene lugar desde tres localizaciones diferentes: la base del pecten, la cabeza del nervio óptico y el mesénquima que rodea a esta última. Las células microgliales que entran en el SNC están involucradas en la fagocitosis y limpieza de restos de células muertas, tal como se ha demostrado en diferentes regiones cerebrales (Marín-Teva et al., 2014; Sierra et al., 2013). La muerte celular programada, que tiene lugar en estadios tempranos del desarrollo en regiones del SNC desprovistas de microglía, podría ser responsable de la liberación de señales que favorezcan la entrada de precursores microgliales al interior del SNC, iniciando así el proceso de colonización microglial. En la presente Tesis, se ha utilizado un modelo de estudio consistente en cultivos organotípicos de explantes de retina de embriones de codorniz de E6,5 días de incubación, en los que la entrada y migración de los precursores microgliales en la retina es similar al que tiene lugar en la retina in situ (Carrasco et al., 2011; Sierra et al., 2014). Nuestro estudio revela que el inicio del proceso de entrada de los precursores microgliales en la retina coincide con un incremento de la muerte programada de células ganglionares y que el tratamiento de los explantes de retina con un inhibidor de caspasas de amplio espectro reduce tanto el número de células apoptóticas como el de células microgliales que entran en la retina. Estos resultados demuestran que la muerte celular programada que tiene lugar en la retina de codorniz en estadios tempranos del desarrollo embrionario está estrechamente relacionada con el inicio de la colonización por células microgliales. Los nucleótidos ATP/ADP y UTP/UDP son señales“find-me” que pueden estimular tanto la quimiotaxis como la quimiocinesis de las células microgliales, atrayéndolas hacia sitios de daño neuronal en el cerebro adulto (Bernier et al., 2013; Davalos et al., 2005; Haynes et al., 2006; Honda et al., 2001; Koizumi et al., 2007; Kurpius et al., 2007; Maeda et al., 2016; Miller et al., 2009). Este mecanismo de reclutamiento microglial también podría funcionar durante el desarrollo normal del SNC. Así, se ha descrito que la apoptosis neuronal que tiene lugar durante el desarrollo del cerebro del pez cebra desencadena el proceso de colonización microglial del mismo (Casano et al., 2016; Xu et al., 2016), inducido por la liberación de diferentes moléculas por parte de las células apoptóticas. En el presente estudio se ha investigado la participación de la señalización purinérgica en el mecanismo de entrada de las células microgliales en la retina, mediante el análisis de los efectos producidos por la inhibición de receptores purinérgicos y la adición exógena de nucleótidos en explantes de retina embrionaria de codorniz cultivados in vitro. Nuestros resultados demuestran que la inhibición de la señalización purinérgica, efectuada mediante hidrólisis de los nucleótidos extracelulares o inhibición de los receptores purinérgicos P2X/P2Y, bloquea la entrada de los precursores microgliales en la retina. Por otra parte, la adición exógena de ATP o UDP provoca un incremento en la entrada de precursores microgliales en la retina. Estos resultados indican que la señalización purinérgica mediada por nucleótidos juega un papel importante en la entrada de las células microgliales en la retina embrionaria de codorniz. En conjunto, la presente Tesis permite concluir que las células microgliales que colonizan la retina embrionaria de codorniz a partir del séptimo día del desarrollo embrionario proceden de precursores originados en el saco vitelino y que la señalización purinérgica, relacionada con la muerte celular programada de las células retinianas, juega un papel importante en la entrada de las células microgliales en la retina y su posterior migración dentro de ésta.