Transcriptoma del núcleo desencadenante de las crisis epilépticas en el hámster gash: sal

La linea de hamster sirios (Mesocricetus auratus) GASH:Sal (Genetic audiogenic seizures hamster Salamanca) desarrollada en el bioterio de la Universidad de Salamanca, presenta epilepsia audiogena de origen genetico. Al igual que en otros modelos animales similares, el foco epileptogenico es un nucleo auditivo troncoencefalico, el coliculo inferior (CI). Tras un estimulo acustico intenso, los hamsteres controles de la misma especie no manifiestan ningun cambio motor, por lo que deben existir diferencias en los perfiles de expresion genica entre las mencionadas lineas de hamsteres sirios en este nucleo cerebral. Para comprobar tal hipotesis, nos planteamos analizar el transcriptoma del CI de la linea de GASH:Sal, asi como el de sus controles, intentando explicar, a este nivel genico, un sustrato molecular para la epileptogenesis en el modelo de epilepsia GASH:Sal. Al no estar descrito el genoma del hamster sirio, para anotar los genes del transcriptoma obtenido, se utilizo como referencia el genoma del hamster chino (Cricetulus griseus) y el algoritmo BLAST (Basic Local Alignment Search Tool). Tras la identificacion del transcriptoma del CI de la linea de hamsteres sirios GASH:Sal, asi como el de sus controles, se realizo la anotacion de los genes de ambos transcriptomas y la incorporacion de los datos obtenidos a la base de datos “on line” del NCBI (National Center for Biotechnology Information). Para realizar la comparacion del transcriptoma del CI del GASH:Sal en relacion al de su control, se extrajo el ARN total del CI tras las crisis, se sintetizaron los ADNcs correspondientes y se obtuvieron ambos transcriptomas que fueron analizados posteriormente; demostrandose que las crisis convulsivas audiogenicas en animales susceptibles causaban una desregulacion genica en el nucleo origen de las crisis. Seguidamente, se llevo a cabo las clasificaciones funcionales de los genes diferencialmente expresados al comparar los dos transcriptomas (GASH:Sal vs. Control), a nivel de los procesos biologicos, funciones moleculares, componentes celulares, fenotipo asociado a enfermedad y rutas metabolicas asociadas, se realizaron distintos analisis empleando las bases de datos biologicas disponibles en plataformas web como The PANTHER (Protein ANalysis THrough Evolutionary Relationships), STRING 10.0, The Comparative Toxicogenomics Database y KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) PATHWAY Database. Usando la tecnica de RT-qPCR, se validaron las expresiones de algunos de los genes diferencialmente expresados en el CI. Tras dos procesos de filtrado, uno del numero de veces diferencialmente expresados y otro estadistico, se seleccionaron 58 genes que se expresan de forma diferencial al menos 2 veces en relacion a los controles, con un elevado numero de interacciones entre ellos. Estos genes codifican factores de transcripcion (Fos, FosB, Fosl2, Egr1, Egr2, Egr3, JunB, Npas4, Sertad1), proteinas estructurales de membrana (Bace2, Cav1, Fat3, Nup155, Slitrk6), de la matriz extracelular (Dcn, Fhl2, Lum, Ogn, Thbs1), proteinas asociadas al citoesqueleto (Arc, Cmya5,Dcdc5, Igfn1, Islr, Krt19, Mybpc3, Myo15, Myom1, Tmsb15b, Vcl ), transportadoras (Abcc2, Atp2a3, Rab29, Slc13a4, Slc22a12, Slc28a1, Slc6a12, Slc6a13, Ttr ), receptores de glutamato (Grin2c), receptores acoplados a proteinas G (Gng13, Gpr83, Gpr98), proteinas de senalizacion para la degradacion celular (Asb14, Rnf125, Sfrp2, Traf5), proteinas que median la respuesta inflamatoria (C1s, C6, Cd163), proteinas que median la respuesta al estres (Fabp7,Gadd45g, Smg1), proteinas de senalizacion RAS (Rab29, Rem2) y enzimas del metabolismo celular (Aldh1a2, Car3, Rnf125, Tph2, Smg1, Wnk4). Ademas, se observo la sobre-expresion de los genes FosB, JunB, Fos, Vcl y la infra-expresion de Cav1, todos ellos implicados en la via del receptor de GnRH (hormona liberadora de gonadotropina), que ya ha sido relacionada con procesos epilepticos. Cabe destacar la baja tasa de expresion del gen Gpr98 en el transcriptoma del CI tras las crisis epilepticas; debido a que este gen codifica una proteina crucial en los fenomenos de transduccion sensorial, auditiva y visual, lo cual podria explicar las deficiencias auditivas descritas en el modelo GASH:Sal. Finalmente, se realizo la comparacion de la expresion diferencial con la de otro modelo de epilepsia audiogena, concretamente el de la rata WAR (Wistar Audiogenic Rat). La comparacion de los perfiles de expresion genica entre dos modelos animales (GASH:Sal y WAR) mostro la sobre-expresion de genes de respuesta temprana de crecimiento comunes, los genes Egr1, Egr2 y Egr3, presumiblemente como un efecto del estres asociado a las convulsiones. En conclusion, el estudio del transcriptoma en el nucleo origen de las crisis (CI) describe multiples interrelaciones genicas y, posiblemente, proteicas, que pueden influir en el desencadenamiento de las crisis convulsivas audiogenas en el modelo GASH:Sal y permite buscar un nexo comun en esta enfermedad, de otro modo, “heterogenea”, con importancia potencial para futuras aproximaciones diagnosticas y terapeuticas en la epilepsia humana.