Astrocitos y zinc: alteraciones inducidas en modelos in vitro de los síndromes alcohólico fetal y de Down

El zinc es un elemento traza esencial; crítico para un gran número de proteínas estructurales, procesos enzimáticos y factores de transcripción. Esta variada ubicación en las biomoléculas hace que participe en multitud de funciones celulares y tisulares. En el caso particular del cerebro, los iones zinc están implicados, además, en la transmisión sináptica. Por todo ello, la homeostasis del zinc es crucial para la función y supervivencia de las células, y estas han desarrollado una amplia variedad de sistemas para el control de la concentración de zinc en las células. La deficiencia de zinc puede acabar desencadenando muchos problemas fisiológicos y de salud, que afectan a la mayoría de los órganos del cuerpo, incluyendo el cerebro. Entre las circunstancias que están involucradas en la deficiencia de zinc, el consumo de etanol es probablemente uno de los más frecuentes. Además, existen factores genéticos como el de los individuos con síndrome de Down, donde también se han observado alteraciones en la concentración de zinc libre y en algunas proteínas relacionadas con la homeostasis del zinc. El suplemento de zinc en la dieta se ha propuesto como un posible método para paliar el déficit de zinc aunque con poco éxito. Dentro del sistema nervioso central, los astrocitos forman parte de la barrera hematoencefálica y están implicados en la homeostasis del medio neuronal. En nuestra hipótesis contemplamos la posibilidad de que los menores niveles de zinc, observados en el sistema nervioso central en algunos síndromes, sean debidos a que los astrocitos tienen afectada su capacidad de manipulación del zinc. En esta tesis se analizan las alteraciones inducidas en modelos in vitro de los síndromes alcohólico fetal y de Down sobre el proceso de captación del zinc extracelular, utilizando cultivos primarios de astrocitos de ratas Wistar a las que se le añadió etanol 30 mM al medio de cultivo y ratones Ts65Dn respectivamente, realizando los ensayos a los 7 días Se han ensayado y puesto a punto todas las técnicas de marcaje de zinc iónico, con fluorescencia, con métodos colorimétricos y con autometalografía, con el objetivo de conseguir el mejor marcaje del zinc tanto con las células vivas como fijadas. Con el uso de los marcadores TSQ y ditizona se consiguió hacer un seguimiento desde la microscopía óptica hasta la electrónica de los zincosomas. El contenido en zinc de los zincosomas se verificó tras detectar los precipitados de zinc con el sulfhídrico-osmio y con el revelado autometalográfico de Neo-Timm. A partir de nuestros resultados, concluimos que el mejor marcador de zinc para estudios con astrocitos es el TSQ, que nos ha permitido ver los niveles de zinc celular y la formación de zincosomas tras la incubación con zinc extracelular. Estos zincosomas son estructuras de origen endocítico y su formación se ve notablemente afectada en el modelo del SAF, esta menor capacidad de captación de zinc exógeno podría ser la causante de las alteraciones observadas. En el caso del SD, se observan unos menores niveles de zinc intracelular pero la capacidad endocítica parece similar a los controles; sin embargo, presenta un aumento de la metaltioneína 3 que al reducirse sus niveles con siARN parece mejorar. Por tanto, aunque en ambos síndromes, el efecto final sea parecido (bajos niveles de zinc) los mecanismos implicados y las terapias aplicables deben ser distintas para cada caso.