1. NEUROCIENCIA
GENOMA HUMANO
Servicio de Neurobiología
Investigación
Hospital Ramón y Cajal
BIOINFORMÁTICA

2. 1) Acumulación de proteínas anómalas
• huntingtina en EH (Gusella y Macdonalds 2006)
• α-sinucleina en EP… (Li y cols 2004)
• β-amiloide y tau en EA (Grundke-Iqbal y cols 1986)
• “tau” en Taupatías…
2) Diagnóstico y clínica compleja en etapas iniciales y tardías
• Aparición de demencia en etapas finales de EP…
• Demencias con acúmulos de α-sinucleína…
• Uso de mutantes para diagnóstico temprano
Neurociencia: Aspectos comunes en neurodegeneración
α-sinucleina
huntingtina

3. INTRODUCCIÓN: Enfermedad de Alzheimer
1ª E. Neurodegenerativa
• Espontánea
• Familiar
 Formación placas proteína amiloide

4. 1ª E. Neurodegenerativa
• Espontánea
• Familiar
 Formación placas proteína amiloide
 Neurodegeneración progresiva
 Ovillos neurofibrilares proteína Tau
INTRODUCCIÓN: Enfermedad de Alzheimer

5.  Enfermedad Parkinson
 2º E. Neurodegenerativa
 Factores genéticos
 Desencadenantes ambientales
 Pérdida de neuronas dopaminérgicas, cuerpos Lewy
 Pérdida de DA > 80% Estriado
 Bradiquinesia, rigidez, temblor...
 Déficit cognitivos, depresión...
INTRODUCCIÓN: Enfermedad de Parkinson
Factores GenéticosFactores Ambientales
•Manganeso
•MPTP
•Rotenona
•Paraquat
•Virus, EP
postencefalítico “El 15 % de los pacientes tiene parientes
afectados” Gowers 1900
Alteraciones en diferentes
genes provocan EP
hereditaria
+
Causas de la pérdida de
neuronas DAérgicas en EP:
• disfunción
mitocondrial
• aumento del estrés
oxidativo
• fallo de los sistemas de
degradación de
proteínas
• activación microglial

6. NEUROCIENCIA
Métodos de trabajo
Servicio de Neurobiología
Investigación
Hospital Ramón y Cajal

7. 1) ¿“IN SILICO”?
2) IN VITRO
• Líneas establecidas (líneas “inmortalizadas”, tumorales)
• Cultivos primarios (embrionarios)
• “Esplantes” celulares (procedentes de tejidos “accesibles”)
Investigación: Modelos de estudio

8. 3) MODELOS ANIMALES
- APPswe  modelo de Alzheimer
- PK-KO  modelo de Parkinson
- R6/1  modelo de Huntington
- Tau  modelo de Taupatías
Investigación: Modelos de estudio

9. 3) MODELOS ANIMALES
- APPswe  modelo de Alzheimer
- PK-KO  modelo de Parkinson
- R6/1  modelo de Huntington
- Tau  modelo de Taupatías
Investigación: Modelos de estudio
PK-KO / Tau
APP / PK-KO
R61 / PK-KO

10. MATERIAL Y MÉTODOS: Comportamiento
 Control peso, postura…
 Longitud pisadas
 Rota-Rod
 Acti-Track
 Y-Maze
 Aversiones…

11. Cátodo (-)Ánodo (+) Membrana
Anticuerpo primario
Anticuerpo Secundario
Sustrato fluorescente
Producto
insoluble
MATERIAL Y MÉTODOS: Western Blot

12. RESULTADOS: Agregados de β-amiloide (WB)
W
T
A
PP
A
PP/PK
+/-
PK
+/-
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
**
***
-Amyloid/-actina
APP
APP/PK
+/-
0.0
0.1
0.2
0.3
-Amyloid/-actin
40 KDa 80 KDa
52 kDa
70 kDa
24 kDa
38 kDa
β-actin
• Mayor expresión de APP “endógeno” (40 KDa) en líneas APP y APP-PK
• Similar expresión de inserto humano mutado en APP y APP-PK (80 KDa)
Modelo APP-PK

13. MATERIAL Y MÉTODOS: Preparación muestras IHQ y WB
 WB y ELISA
 Preparación de las muestras
Homogenado
hemicerebro
PBS + inhibidores
GUANIDINA
PBS +
Inhibidores
ELISA Fracción Soluble β-
Amiloide
Western Blot
ELISA Fracción Total β-
Amiloide
Modelo APP-PK
Western Blot
 Histología
 MBL β-amiloide (39-42)
 Abcam β-amiloide (1-42)
 Anti GFAP
 Anti tau-5
 TUNEL
β-amiloide TUNEL+
GFAP
Tau
Hoescht

14. RESULTADOS: Placas de β-amiloide en corteza, APP-PK+/-12-meses16-meses
WT APP/ PK+/- PK+/-
WT APP/ PK+/- PK+/-
APP
APP
Modelo APP-PK

15. RESULTADOS: Reacción astroglial, TUNEL
WT
APP PK+/- PK+/-
AP
P
Modelo APP-PK
GFAP, Hoescht, Tau5
WT
APP APP+
WT+
Mezcla
TUNEL+ Hoescht
Célula normal  TUNEL+

16. NEUROCIENCIA
¿“In Silico”?
Servicio de Neurobiología
Investigación
Hospital Ramón y Cajal

17. Servicio de Neurobiología
Investigación
Hospital Ramón y Cajal

18. GENOMA HUMANO
Genética
Servicio de Neurobiología
Investigación
Hospital Ramón y Cajal

19. Servicio de Neurobiología
Investigación
Hospital Ramón y Cajal
1) Ciencia “nueva”, muy reciente.
• 1919 Levene, bases nitrogenadas
• Astbury 1937 (estructura regular)
• 1940 chargaff
• 1953 Watson, Franklin y Crick
2) Errores en divulgación / interpretación
• Mendel
• “Gen egoista” (Richard Dawkins)
• Valoración hexones / intrones y %
• Divulgación errónea (Ética)

20. Servicio de Neurobiología
Investigación
Hospital Ramón y Cajal

21. Servicio de Neurobiología
Investigación
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