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Efecto de la deficiencia de hierro sobre la expresión de factor de crecimiento de insulina tipo II y su receptor en células neuronales y gliales
Effect of iron deficiency on the expression of insulin-like growth factor-II and its receptor in neuronal and glial cells
E. Morales González, I. Contreras, J.A. Estrada
Autor para correspondencia
jose.estrada@mail.mcgill.ca

Autor para correspondencia.
Laboratorio de Neuroquímica, Facultad de Medicina, Universidad Autónoma del Estado de México, Toluca, México
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sinaptog&#233;nesis&#44; gliog&#233;nesis y neurog&#233;nesis&#44; as&#237; como la s&#237;ntesis de neurotransmisores&#44; que en conjunto permiten el funcionamiento adecuado de las diferentes regiones cerebrales<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0015"><span class="elsevierStyleSup">3&#8211;5</span></a>&#46; La deficiencia de hierro tiene un efecto negativo sobre estos procesos&#44; ocasionando alteraciones de las funciones neurol&#243;gicas y cognitivas en todas las edades<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0030"><span class="elsevierStyleSup">6&#44;7</span></a> al afectar estructuras importantes del cerebro&#44; como el hipocampo y la corteza cerebral<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0040"><span class="elsevierStyleSup">8</span></a>&#46;</p><p id="par0010" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Durante el desarrollo del SNC debe existir un equilibrio entre los factores externos&#44; como el hierro aportado en la dieta&#44; y los factores internos&#44; que incluyen los factores de crecimiento&#44; los cuales son mol&#233;culas que controlan los procesos de proliferaci&#243;n&#44; diferenciaci&#243;n y supervivencia celular<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0045"><span class="elsevierStyleSup">9&#44;10</span></a>&#44; activan v&#237;as de se&#241;alizaci&#243;n para modular la transcripci&#243;n g&#233;nica y favorecen la transducci&#243;n de se&#241;ales extracelulares<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0055"><span class="elsevierStyleSup">11&#44;12</span></a>&#46; Estudios recientes en animales han demostrado que el factor de crecimiento de insulina tipo II &#40;IGF-II&#41; es uno de los factores que act&#250;a como protector ante el da&#241;o neuronal o glial&#44; y participa como inductor en la generaci&#243;n y diferenciaci&#243;n de nuevas c&#233;lulas&#44; mejorando los procesos cognitivos<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0065"><span class="elsevierStyleSup">13</span></a>&#46; El IGF-II se encuentra distribuido en diversas estructuras del SNC&#44; incluyendo hipocampo&#44; hipot&#225;lamo&#44; estriado&#44; corteza cerebral y cerebelo<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0070"><span class="elsevierStyleSup">14&#44;15</span></a>&#44; y requiere de la activaci&#243;n de su receptor espec&#237;fico &#40;IGF-IIR&#41; para favorecer sus efectos biol&#243;gicos<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0080"><span class="elsevierStyleSup">16&#44;17</span></a>&#46; Sin embargo&#44; a pesar de la importancia del IGF-II como factor neurotr&#243;fico y del impacto negativo que tiene la deficiencia de hierro sobre los procesos cognitivos&#44; hasta el momento se desconoce el efecto que tiene la deficiencia de hierro sobre la expresi&#243;n de esta mol&#233;cula y su receptor&#46;</p><p id="par0015" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Este estudio tuvo como finalidad identificar cambios en la expresi&#243;n de IGF-II y de su receptor en cultivos primarios de c&#233;lulas del SNC&#44; en condiciones de deficiencia de hierro&#44; para contribuir a la comprensi&#243;n de las alteraciones moleculares que promueven los d&#233;ficits cognitivos que ocurren como consecuencia de esta patolog&#237;a&#46;</p></span><span id="sec0010" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0070">Sujetos&#44; material y m&#233;todos</span><p id="par0020" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Los experimentos fueron realizados en el Laboratorio de Neuroqu&#237;mica&#44; de la Facultad de Medicina&#44; Universidad Aut&#243;noma del Estado de M&#233;xico&#44; en el periodo agosto 2012-julio 2013&#46;</p><span id="sec0015" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0075">Ratones BALB&#47;c</span><p id="par0025" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Se criaron parejas de ratones BALB&#47;c durante 3 semanas&#44; bajo condiciones est&#225;ndar &#40;alimento y agua natural purificada <span class="elsevierStyleItalic">ad libitum</span>&#59; ciclo de luz-oscuridad de 12&#58;12<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>h&#59; temperatura promedio de 20<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#176;C&#41;&#46; Las hembras pre&#241;adas fueron separadas y mantenidas bajo las mismas condiciones de crianza y bajo observaci&#243;n hasta el nacimiento de la camada&#46; Los ratones reci&#233;n nacidos &#40;&#60;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>24<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>h de vida&#41; fueron empleados para el establecimiento de los cultivos celulares primarios&#46;</p></span><span id="sec0020" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0080">Disecci&#243;n de tejido cerebral y obtenci&#243;n de c&#233;lulas neuronales y gliales</span><p id="par0030" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Se emplearon 4-8 ratones neonatos &#40;&#60;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>24<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>h de vida&#41;&#44; los cuales fueron colocados sobre placas de enfriamiento y sacrificados por decapitaci&#243;n&#46; El tejido cerebral se coloc&#243; en medio de digesti&#243;n &#40;DMEM<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#43;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>0&#44;25 tripsina&#47;EDTA&#41; y se incub&#243; durante 1<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>h en condiciones est&#225;ndar &#40;37<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#176;C&#44; 5&#37; CO<span class="elsevierStyleInf">2</span>&#41;&#44; para degradar el tejido conectivo&#46; El proceso de digesti&#243;n se detuvo con medio de cultivo completo &#40;DMEM<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#43;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>FBS 10&#37;&#41; y las c&#233;lulas obtenidas se centrifugaron durante 10<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>min a 1&#46;200<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>rpm&#46;</p></span><span id="sec0025" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0085">Cultivo mixto de c&#233;lulas del sistema nervioso central</span><p id="par0035" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Las c&#233;lulas purificadas se cultivaron a una densidad de 1&#8211;1&#44;2<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>x<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>10<span class="elsevierStyleSup">5</span><span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>c&#233;l&#47;cm<span class="elsevierStyleSup">2</span> de &#225;rea de cultivo&#59; se colocaron en incubaci&#243;n bajo condiciones est&#225;ndar &#40;37<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#176;C&#44; 5&#37; CO<span class="elsevierStyleInf">2</span>&#41; durante 10-15 d&#237;as&#44; hasta alcanzar una confluencia <span class="elsevierStyleUnderline">&#62;</span><span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>80&#37;&#46;</p></span><span id="sec0030" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0090">Cultivo de neuronas</span><p id="par0040" class="elsevierStylePara elsevierViewall">A partir del cultivo mixto de c&#233;lulas gliales&#44; una vez transcurridas 24<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>h se obtuvo el sobrenadante y se centrifug&#243;&#44; para obtener las c&#233;lulas no adherentes&#44; las cuales se cultivaron a una densidad de 1 a 1&#44;2<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>x<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>10<span class="elsevierStyleSup">5</span><span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>c&#233;l&#47;cm<span class="elsevierStyleSup">2</span> en placas de cultivo preparadas previamente con poli-L-lisina&#44; y medio de cultivo neurobasal&#44; adicionado con suplemento B-27 y 5&#37; FBS&#46; El cultivo se mantuvo en incubaci&#243;n bajo condiciones est&#225;ndar &#40;37<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#176;C&#44; 5&#37; CO<span class="elsevierStyleInf">2</span>&#41; durante 10-15 d&#237;as&#46;</p></span><span id="sec0035" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0095">Cultivo de c&#233;lulas de la microgl&#237;a</span><p id="par0045" class="elsevierStylePara elsevierViewall">A partir del cultivo mixto&#44; una vez obtenida la confluencia deseada&#44; se adicion&#243; tripsina&#47;EDTA 0&#44;25<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>mM durante 30 a 45<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>min para inducir la separaci&#243;n de los astrocitos&#46; Una vez separadas las c&#233;lulas&#44; se obtuvo y se centrifug&#243; el sobrenadante a 1&#46;200<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>rpm a 21<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#176;C durante 5<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>min&#44; y se procedi&#243; a cultivarlas a una densidad de 1&#8211;1&#44;2<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>x<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>10<span class="elsevierStyleSup">5</span><span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>c&#233;l&#47;cm<span class="elsevierStyleSup">2</span> de &#225;rea de cultivo&#46; Se adicion&#243; medio de cultivo completo &#40;DMEM<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#43;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>FBS 8&#37;&#41; y se mantuvieron bajo condiciones est&#225;ndar &#40;37<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#176;C&#44; 5&#37; CO<span class="elsevierStyleInf">2</span>&#41;&#44; hasta alcanzar una confluencia <span class="elsevierStyleUnderline">&#62;</span><span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>80&#37;&#46;</p></span><span id="sec0040" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0100">Establecimiento de los cultivos celulares deficientes de hierro</span><p id="par0050" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Los cultivos celulares correspondientes fueron tratados con deferoxamina &#40;100<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#956;M&#41;&#44; durante 24<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>h&#44; para crear las condiciones de deficiencia de hierro en el medio&#46; Los cultivos suficientes en hierro no recibieron tratamiento alguno&#46;</p></span><span id="sec0045" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0105">Extracci&#243;n y dosificaci&#243;n de prote&#237;nas</span><p id="par0055" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Para la extracci&#243;n de prote&#237;nas de los cultivos celulares&#44; se a&#241;adieron 50&#8211;80<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#956;L de buffer de lisis adicionado con inhibidores de proteasas y fosfatasas &#40;&#43; 20<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#956;L IP 50X<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#43;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>100<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#956;L NaF 50<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>mM<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#43;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>20<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#956;L PMFS 1<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>mM<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#43;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>20<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#956;L Na<span class="elsevierStyleInf">3</span>VO<span class="elsevierStyleInf">4</span> 2<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>mM&#41; en cada pozo y se procedi&#243; al raspado de las c&#233;lulas&#44; las cuales se colectaron en tubos de 1&#44;5<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>mL&#44; manteni&#233;ndolas en hielo durante 45<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>min con agitaci&#243;n&#46; Posteriormente&#44; se centrifugaron a 13&#46;000<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>rpm a 4<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#176;C durante 20<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>min&#44; para obtener las prote&#237;nas en el sobrenadante&#46; El bot&#243;n de restos celulares fue eliminado&#46; La dosificaci&#243;n de prote&#237;nas se realiz&#243; con el m&#233;todo de Bradford previamente descrito en el Quick Start&#8482; Bradford Protein Assay de BIO-RAD&#46;</p></span><span id="sec0050" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0110">An&#225;lisis de expresi&#243;n de prote&#237;nas por western-blot</span><p id="par0060" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Se prepar&#243; un gel de corrimiento del 10&#37; para la detecci&#243;n de las prote&#237;nas de inter&#233;s&#46; Previo al uso de las prote&#237;nas dosificadas&#44; se determin&#243; la expresi&#243;n de actina &#40;<span class="elsevierStyleItalic">Sigma-Aldrich</span>&#41; como control para la cantidad de muestra empleada&#44; utilizando un anticuerpo monoclonal de rat&#243;n antiactina a una concentraci&#243;n de 1&#58;2&#46;000&#46; Posteriormente&#44; se realiz&#243; el corrimiento de muestras control &#40;con hierro normal&#41; y las muestras problema &#40;con deficiencia de hierro&#41;&#44; empleando 60<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#956;g de prote&#237;na para cada una&#46; Terminado el corrimiento&#44; se realiz&#243; la transferencia de las prote&#237;nas hacia una membrana de PVDF&#46; Al t&#233;rmino de la transferencia se lav&#243; la membrana y se bloque&#243; con leche al 5&#37; durante 1<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>h&#46; Para la detecci&#243;n de IGF-IIR&#44; se emple&#243; un anticuerpo primario policlonal de conejo antirrat&#243;n &#40;<span class="elsevierStyleItalic">Santa Cruz Biotechnology</span>&#41; a una concentraci&#243;n de 1&#58;250&#44; mientras que para IGF-II se empleo el anticuerpo policlonal de conejo antirrat&#243;n para IGF-II &#40;<span class="elsevierStyleItalic">Abcam</span>&#41; a una concentraci&#243;n de 1&#58;1&#46;500&#44; durante toda la noche en agitaci&#243;n a 4<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#176;C&#46; Como anticuerpo secundario se utiliz&#243; un anticuerpo policlonal de rat&#243;n anticonejo &#40;<span class="elsevierStyleItalic">Thermo</span>&#41; a una concentraci&#243;n de 1&#58;2&#46;000 para IGF-IIR e IGF-II&#44; durante 90<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>min a temperatura ambiente&#46; Finalmente&#44; la membrana se revel&#243; mediante el m&#233;todo colorim&#233;trico con diaminobenzidina<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>&#43;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>per&#243;xido de hidr&#243;geno en PBS&#44; en agitaci&#243;n&#44; durante 15 a 30<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>min&#46;</p></span></span><span id="sec0055" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0115">Resultados</span><span id="sec0060" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0120">Expresi&#243;n de factor de crecimiento de insulina tipo II en condiciones de deficiencia de hierro</span><p id="par0065" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Para determinar el efecto de la deficiencia de hierro sobre c&#233;lulas derivadas del SNC&#44; se analizaron las diferencias en la expresi&#243;n de IGF-II en los cultivos primarios mixtos de c&#233;lulas gliales deficientes de hierro y sus controles&#46; Se detect&#243; una banda con un peso molecular aproximado &#60;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>10<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#44; correspondiente al peso molecular de 7&#44;5<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa esperado para la mol&#233;cula de IGF-II madura &#40;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#fig0005">fig&#46; 1</a>&#41;&#46; La expresi&#243;n de esta banda se observ&#243; incrementada en los cultivos con deficiencia de hierro con respecto a los cultivos control&#46; Adicionalmente&#44; se observ&#243; consistentemente la presencia de bandas con pesos moleculares entre 20 y 70<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#44; as&#237; como bandas en un peso &#62;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>250<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa &#40;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#fig0005">fig&#46; 1</a>&#41;&#46; Estas prote&#237;nas mostraron un comportamiento similar al del IGF-II&#44; incrementando su expresi&#243;n en los cultivos deficientes de hierro&#44; con excepci&#243;n de la banda con peso de &#8764;70<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#44; la cual no mostr&#243; cambios en estas condiciones&#46;</p><elsevierMultimedia ident="fig0005"></elsevierMultimedia></span><span id="sec0065" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0125">Expresi&#243;n de factor de crecimiento de insulina tipo II en cultivos aislados de microgl&#237;a y neuronas</span><p id="par0070" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Para determinar la poblaci&#243;n celular responsable del incremento en la expresi&#243;n de IGF-II en los cultivos mixtos&#44; se analiz&#243; la expresi&#243;n de IGF-II en cultivos aislados de microgl&#237;a y neuronas&#59; sin embargo&#44; en estos cultivos no se observaron diferencias en la expresi&#243;n de IGF-II en condiciones de deficiencia de hierro&#46; De igual forma a los cultivos mixtos&#44; se detectaron bandas de &#8764;20 y 55<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#44; para ambos tipos celulares&#44; adem&#225;s de otras bandas de &#8764;35 y 70<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa en las neuronas&#46; Estas bandas tampoco mostraron diferencias en su expresi&#243;n en condiciones de deficiencia de hierro&#46;</p><p id="par0075" class="elsevierStylePara elsevierViewall">En funci&#243;n de los resultados obtenidos observamos que la deficiencia de hierro induce un incremento en la expresi&#243;n de IGF-II en cultivos mixtos de c&#233;lulas del SNC&#44; pero no en poblaciones celulares separadas de microgl&#237;a o neuronas&#46;</p></span><span id="sec0070" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0130">Expresi&#243;n de receptor espec&#237;fico del factor de crecimiento de insulina tipo II en cultivos mixtos de c&#233;lulas gliales</span><p id="par0080" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Una vez detectadas las alteraciones en la expresi&#243;n de IGF-II&#44; nos propusimos determinar si el efecto encontrado se aplicaba tambi&#233;n al receptor para dicha mol&#233;cula&#46; El an&#225;lisis de la expresi&#243;n de receptor de IGF-II en cultivos mixtos de c&#233;lulas gliales mostr&#243; una banda con peso molecular &#62;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>250<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#44; la cual puede corresponder a IGF-IIR &#40;&#8764;300<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#41;&#44; en c&#233;lulas cultivadas con concentraciones normales del nutriente&#59; por el contrario&#44; la expresi&#243;n de esta mol&#233;cula se observ&#243; disminuida&#44; al punto de ser pr&#225;cticamente inexistente&#44; en condiciones de deficiencia de hierro &#40;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#fig0010">fig&#46; 2</a>&#41;&#46; Adicionalmente&#44; detectamos consistentemente una banda de &#8764;70<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#44; la cual no mostr&#243; cambios en su expresi&#243;n en los cultivos deficientes de hierro&#46; Esta banda no corresponde al peso molecular reportado para la mol&#233;cula&#46; Estos resultados indican que la deficiencia de hierro disminuye la expresi&#243;n de IGF-IIR en cultivos mixtos de c&#233;lulas del SNC&#46;</p><elsevierMultimedia ident="fig0010"></elsevierMultimedia></span><span id="sec0075" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0135">Expresi&#243;n de factor de crecimiento de insulina tipo I y de receptor espec&#237;fico del factor de crecimiento de insulina tipo I en cultivos mixtos de c&#233;lulas gliales y poblaciones separadas de microgl&#237;a y neuronas</span><p id="par0085" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Con el fin de comparar la expresi&#243;n de IGF-II y su receptor con la de otro factor de crecimiento relacionado de manera muy cercana con el mismo&#44; se analiz&#243; la expresi&#243;n de IGF-I e IGF-IR en los cultivos celulares del SNC&#46; No se pudieron observar diferencias en la expresi&#243;n de IGF-I en los cultivos celulares deficientes de hierro&#44; debido a que las bandas detectadas se encontraron con peso molecular de &#8764;50<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa y &#8764;100<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#44; las cuales no corresponden al peso molecular esperado para IGF-I &#40;7&#44;6<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#41; &#40;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#fig0015">fig&#46; 3</a>&#41;&#46; Adicionalmente&#44; se realiz&#243; la b&#250;squeda de la expresi&#243;n en poblaciones celulares separadas de microgl&#237;a y neuronas&#44; en las cuales tampoco se detect&#243; la banda esperada &#60;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>10KDa&#46; No se detectaron diferencias en la expresi&#243;n de las prote&#237;nas de 50 o 100<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa en condiciones de deficiencia de hierro&#46;</p><elsevierMultimedia ident="fig0015"></elsevierMultimedia><p id="par0090" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Con respecto al receptor IGF-IR&#44; se detect&#243; una banda de &#8764;100<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa en los cultivos celulares mixtos&#44; la cual puede corresponder a IGF-IR&#946; con un peso molecular de 97<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#46; Adicionalmente se detect&#243; una banda de &#8764;50<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#46; No observamos diferencias en la expresi&#243;n de esta prote&#237;na en condiciones de deficiencia de hierro &#40;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#fig0020">fig&#46; 4</a>&#41;&#46;</p><elsevierMultimedia ident="fig0020"></elsevierMultimedia></span></span><span id="sec0080" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0140">Discusi&#243;n</span><p id="par0095" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Una dieta adecuada es trascendental en etapas tempranas del desarrollo para favorecer el crecimiento y desarrollo del SNC<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0090"><span class="elsevierStyleSup">18</span></a>&#46; Existe evidencia del v&#237;nculo entre los micronutrimentos de la dieta y la funci&#243;n de los factores neurotr&#243;ficos<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0095"><span class="elsevierStyleSup">19&#8211;22</span></a>&#46;La deficiencia de vitamina A disminuye la expresi&#243;n de BDNF y NGF en el SNC<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0095"><span class="elsevierStyleSup">19&#44;23</span></a>&#46; Igualmente&#44; existe una relaci&#243;n de la vitamina B con un incremento en las concentraciones de BDNF en el SNC<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0120"><span class="elsevierStyleSup">24&#44;25</span></a>&#44; y los antioxidantes&#44; como las vitaminas E y C&#44; pueden favorecer los efectos protectores de BDNF y CNTF en el tejido nervioso<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0110"><span class="elsevierStyleSup">22&#44;26&#44;27</span></a>&#46; Sin embargo&#44; existe poca evidencia con respecto a la relaci&#243;n que existe entre la deficiencia de hierro y la expresi&#243;n de factores neurotr&#243;ficos espec&#237;ficos&#44; m&#225;s all&#225; del BDNF&#46;</p><p id="par0100" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Con relaci&#243;n a los IGF&#44; se ha demostrado que la deficiencia de hierro puede modificar la expresi&#243;n de IGF-I en ratones&#44; alterando la v&#237;a de se&#241;alizaci&#243;n de mTOR&#44; regulada por la v&#237;a de Akt<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0140"><span class="elsevierStyleSup">28&#44;29</span></a>&#44; ocasionando una disminuci&#243;n de la se&#241;alizaci&#243;n mediada por IGF-I&#44; y afectando la proliferaci&#243;n&#44; supervivencia y mielinizaci&#243;n neuronal<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0150"><span class="elsevierStyleSup">30</span></a>&#46; Cuando la carencia del metal es corregida con hierro complementario&#44; se pueden normalizar las concentraciones de IGF-I&#59; sin embargo&#44; esto no ocurre para IGF-II<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0150"><span class="elsevierStyleSup">30&#44;31</span></a>&#44; as&#237; que a pesar de ser constituyentes de la misma familia pueden tener respuestas diferentes&#44; desde la regulaci&#243;n gen&#233;tica a sus efectos en la homeostasis celular&#46;</p><p id="par0105" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Este estudio demuestra que la deficiencia de hierro ocasiona un incremento en la expresi&#243;n de IGF-II en cultivos primarios de c&#233;lulas del SNC&#46; Es importante notar que otros estudios han demostrado que la expresi&#243;n de BDNF disminuye en condiciones de deficiencia de hierro<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0160"><span class="elsevierStyleSup">32</span></a>&#44; lo que sugiere la posibilidad de que la expresi&#243;n de IGF-II puede verse estimulada ante una situaci&#243;n de estr&#233;s del tejido cerebral por carencia del nutrimento&#44; favoreciendo un efecto neuroprotector mediado por este factor neurotr&#243;fico&#46; El aumento en la expresi&#243;n de IGF-II bajo efecto de la deficiencia de hierro se observ&#243; principalmente en cultivos celulares mixtos&#44; es decir&#44; aquellos que estaban constituidos por neuronas&#44; astrocitos&#44; c&#233;lulas de la microgl&#237;a&#44; oligodendrocitos e incluso c&#233;lulas endoteliales&#44; lo cual puede significar que las diferentes poblaciones celulares interaccionan&#44; creando un ambiente favorable para que IGF-II pueda incrementar su expresi&#243;n bajo condiciones de deficiencia del metal&#46; Este punto estar&#237;a demostrado en el hecho de que no fue posible observar diferencias en la expresi&#243;n de IGF-II en condiciones de deficiencia de hierro cuando se emplearon cultivos aislados de microgl&#237;a o neuronas&#46; Asimismo&#44; dado que la gran mayor&#237;a de las c&#233;lulas que se obtienen en los cultivos mixtos son astrocitos&#44; es posible que el incremento en la expresi&#243;n de IGF-II observado en condiciones de deficiencia de hierro pueda deberse a la actividad de esta poblaci&#243;n celular&#44; lo cual est&#225; siendo analizado actualmente&#46;</p><p id="par0110" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Las bandas adicionales detectadas en el an&#225;lisis por western-blot&#44; con pesos moleculares de &#8764;20&#44; 50 y 70<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#44; son similares a lo reportado por Walter et al&#46; en su estudio<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0165"><span class="elsevierStyleSup">33</span></a>&#44; por lo que se considera que pueden corresponder a IGF-II unido a prote&#237;nas de uni&#243;n a IGF &#40;IGFBP&#41;&#46; Debido a que el transporte y la actividad de los IGF son modulados temporal y localmente por estas prote&#237;nas de uni&#243;n<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0170"><span class="elsevierStyleSup">34</span></a>&#44; estas prote&#237;nas pueden formar complejos con los IGF para regular su aclaramiento renal&#44; transportarlos en los compartimentos vasculares y modular su interacci&#243;n con los receptores de superficie celular<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0170"><span class="elsevierStyleSup">34&#44;35</span></a>&#46; Entre las prote&#237;nas con mayor concentraci&#243;n que se han encontrado en el SNC intacto&#44; especialmente en el plexo coroideo y meninges&#44; se encuentran la IGFBP-2&#44; -4&#44; -5 y -6<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0180"><span class="elsevierStyleSup">36&#44;37</span></a>&#44; pero en condiciones patol&#243;gicas IGFBP-2&#44; -3 y -6 han sido encontradas en el l&#237;quido cefalorraqu&#237;deo&#44; y han sido relacionadas con el transporte de IGF-II<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0190"><span class="elsevierStyleSup">38&#44;39</span></a>&#46; En este sentido&#44; la banda de prote&#237;na con peso molecular de &#8764;20<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa puede corresponder a IGFBP&#8211;4&#44; el cual ha sido aislado en 2 formas&#44; de 24 y 29<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#44; respectivamente<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0200"><span class="elsevierStyleSup">40</span></a>&#46; En el SNC se ha observado en el ep&#233;ndimo&#44; plexos coroideos&#44; meninges y tractos nerviosos mielinizados&#44; y cuando existe alguna lesi&#243;n se llega a encontrar en neuronas&#44; astrocitos&#44; microgl&#237;a y macr&#243;fagos<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0205"><span class="elsevierStyleSup">41</span></a>&#46; Por otro lado&#44; las bandas halladas con pesos inferiores o cercanos a 50<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa pueden corresponder a IGFBP&#8211;2 o IGFBP&#8211;3&#44; con un peso molecular de 32 a 34<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa y 53<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#44; respectivamente&#44; que est&#225;n presentes en el l&#237;quido cefalorraqu&#237;deo<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0210"><span class="elsevierStyleSup">42&#44;43</span></a>&#44; plexos coroideos&#44; tractos nerviosos corticales&#44; ep&#233;ndima y meninges&#44; y cuando existe alguna lesi&#243;n en el tejido cerebral puede incrementar su expresi&#243;n en neuronas&#44; astrocitos y macr&#243;fagos<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0205"><span class="elsevierStyleSup">41</span></a>&#46; IGFBP-2 muestra mayor afinidad por IGF-II&#44; en comparaci&#243;n con IGF-I <a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0220"><span class="elsevierStyleSup">44</span></a>&#44; mientras que IGFBP-3 tiene mayor afinidad por IGF-I<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0225"><span class="elsevierStyleSup">45</span></a>&#46; Es importante notar que la banda con un peso molecular de 70<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa puede corresponder tambi&#233;n a IGFBP&#8211;3&#44; que se ha encontrado con isoforma con alto peso molecular<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0230"><span class="elsevierStyleSup">46</span></a>&#46;</p><p id="par0115" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Por &#250;ltimo&#44; se detect&#243; una banda con peso molecular &#62;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>250<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#44; la cual puede corresponder a IGF-II adherido a su receptor&#44; que tiene un peso molecular de &#8764;300<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0085"><span class="elsevierStyleSup">17</span></a>&#46; En general&#44; las bandas adicionales mostraron un incremento en su expresi&#243;n en condiciones de deficiencia de hierro&#44; con excepci&#243;n de la banda de 70<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#44; la cual no tuvo cambios en su expresi&#243;n&#46; Si estas prote&#237;nas corresponden a IGFBP&#44; pueden reforzar la importancia que tienen estas prote&#237;nas en la regulaci&#243;n y modulaci&#243;n de la funci&#243;n de los IGF&#44; no solo en condiciones fisiol&#243;gicas&#44; sino bajo situaciones patol&#243;gicas&#46;</p><p id="par0120" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Se sabe que las m&#250;ltiples funciones del IGF-II son mediadas por 2 tipos de receptores principalmente&#44; que son el IGF-IR y el IGF-IIR&#44; con diferente afinidad<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0235"><span class="elsevierStyleSup">47</span></a>&#46; La afinidad m&#225;s alta para IGF-II es por su receptor espec&#237;fico IGF-IIR&#44; el cual participa en la se&#241;alizaci&#243;n de IGF-II para mediar la respuesta metab&#243;lica en neuronas<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0080"><span class="elsevierStyleSup">16&#44;48</span></a>&#46; La importancia de IGF-IIR radica en que se ha observado que la mejora de las funciones cognitivas dependiente de IGF-II requiere principalmente de IGF-IIR<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0065"><span class="elsevierStyleSup">13</span></a>&#46; En comparaci&#243;n con el incremento de la expresi&#243;n de IGF-II observado en condiciones de deficiencia de hierro&#44; se evidenci&#243; una disminuci&#243;n de la expresi&#243;n de IGF-IIR en las mismas condiciones&#46; Se ha demostrado que la adici&#243;n de IGF-II <span class="elsevierStyleItalic">in vitro</span> induce la expresi&#243;n de IGF-IIR sobre la superficie celular de cultivos neuronales<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0245"><span class="elsevierStyleSup">49&#44;50</span></a>&#44; lo que sugiere la posibilidad de que las concentraciones de IGF-II modulan la expresi&#243;n de su receptor en c&#233;lulas del SNC&#44; de tal forma que si disminuyen las concentraciones de IGF-II&#44; se incrementan las de su receptor espec&#237;fico&#44; y viceversa&#59; de manera que IGF-IIR puede compensar la disminuci&#243;n o aumento de IGF-II y activar v&#237;as de se&#241;alizaci&#243;n que promueven los procesos celulares involucrados en el crecimiento y desarrollo del SNC ante situaciones patol&#243;gicas&#44; como la deficiencia de hierro&#46; Estos resultados contrastan con estudios sobre IGF-I y su receptor&#44; donde se ha observado que la deficiencia de hierro disminuye la expresi&#243;n de IGF-I&#44; sin alterar la expresi&#243;n de IGF-IR<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0255"><span class="elsevierStyleSup">51</span></a>&#46;</p><p id="par0125" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Coincidiendo con Fushimi et al&#46;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0245"><span class="elsevierStyleSup">49</span></a>&#44; se detectaron bandas adicionales&#44; con pesos moleculares de &#8764;70 y 80<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#44; las cuales no mostraron diferencias en su expresi&#243;n en condiciones de deficiencia de hierro&#46; Sin embargo&#44; se observ&#243; un incremento de la banda de &#8764;60<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa en las mismas condiciones&#46; Las bandas con menor peso molecular pueden corresponder a la fragmentaci&#243;n del receptor durante el procedimiento de lisis celular&#44; o a la falta de especificidad del anticuerpo policlonal empleado durante el estudio&#46;</p><p id="par0130" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Finalmente&#44; se analiz&#243; la expresi&#243;n de IGF-I e IGF-IR en cultivos mixtos de c&#233;lulas gliales&#44; debido en parte a que la uni&#243;n funcional de IGF-II a las c&#233;lulas puede ser modificada tanto por IGFBP como por IGF-IR<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0235"><span class="elsevierStyleSup">47&#44;52</span></a>&#44; adem&#225;s de comparar la respuesta de IGF-II con la de IGF-I y sus respectivos receptores en condiciones de deficiencia de hierro&#46; Se sabe que IGF-I&#44; de manera similar a IGF-II&#44; favorece el crecimiento y desarrollo de neuronas e incluso tiene efectos protectores en situaciones de hipoxia e hipoglucemia<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0265"><span class="elsevierStyleSup">53</span></a>&#59; sin embargo&#44; tienen algunas diferencias en su distribuci&#243;n<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0270"><span class="elsevierStyleSup">54</span></a>&#44; aunque ambos est&#225;n ampliamente distribuidos en el tejido cerebral&#46; Existen reportes en los que la deficiencia de hierro disminuye las concentraciones en plasma de IGF-I<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0275"><span class="elsevierStyleSup">55</span></a>&#46; Tambi&#233;n se ha reportado que esta condici&#243;n afecta la se&#241;alizaci&#243;n mediada por IGF-I con sus consecuente afectaci&#243;n en las poblaciones celulares<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0150"><span class="elsevierStyleSup">30</span></a>&#44; e incluso&#44; puede incrementar la expresi&#243;n de la mol&#233;cula y de su receptor<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0205"><span class="elsevierStyleSup">41</span></a>&#46; Sin embargo&#44; no fue posible observar diferencias en la expresi&#243;n de esta mol&#233;cula en condiciones de deficiencia de hierro&#44; debido a que el anticuerpo empleado no permiti&#243; la detecci&#243;n de la banda esperada con un peso &#60;<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>10<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#46; El an&#225;lisis de la expresi&#243;n de IGF-I detect&#243; bandas adicionales&#44; con pesos moleculares &#8764;100 y 55<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#44; en el cultivo mixto&#58; &#8764;100<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa en c&#233;lulas gliales y &#8764;55<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa en neuronas&#46; Estas bandas pueden corresponder a la uni&#243;n de IGF-I con IGFBP&#44; o a la uni&#243;n de la mol&#233;cula con IGF-IR<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0225"><span class="elsevierStyleSup">45&#44;56</span></a>&#44; aunque esto no se ha determinado con ning&#250;n resultado&#46; En cualquier caso&#44; no se observ&#243; una diferencia en la expresi&#243;n de estas prote&#237;nas en condiciones de deficiencia de hierro&#46;</p><p id="par0135" class="elsevierStylePara elsevierViewall">La banda de &#8764;100<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa detectada en el an&#225;lisis de expresi&#243;n de IGF-IR puede corresponder a la subunidad beta de IGF-IR&#44; la cual tiene un peso molecular de 97<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#46; De manera adicional&#44; encontramos otra banda con un peso molecular de &#8764;55<span class="elsevierStyleHsp" style=""></span>KDa&#44; que puede deberse a la fragmentaci&#243;n del receptor durante el proceso de lisis celular&#46; En ninguno de los casos se observaron diferencias en la expresi&#243;n de esta prote&#237;na en condiciones de deficiencia de hierro&#46; Es importante notar que los resultados obtenidos en este estudio en cuanto a la expresi&#243;n de IGF-I e IGF-IR contrastan con las observaciones de Tran et al&#46;<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0150"><span class="elsevierStyleSup">30</span></a>&#44; quienes s&#237; observaron modificaciones en la expresi&#243;n de estas mol&#233;culas en condiciones de deficiencia de hierro&#46;</p><p id="par0140" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Cabe mencionar que existen otros factores que no fueron considerados en el estudio&#44; como el tiempo de exposici&#243;n a la deficiencia de hierro&#46; Se sabe que esta condici&#243;n es una patolog&#237;a cr&#243;nica que afecta el SNC desde etapas tempranas del desarrollo y puede perdurar hasta la etapa adulta<a class="elsevierStyleCrossRefs" href="#bib0255"><span class="elsevierStyleSup">51&#44;57</span></a>&#46; Previamente se ha observado que la expresi&#243;n de IGF-II&#44; IGF-IIR e incluso IGFBP ten&#237;an una respuesta diferente durante la fase aguda en comparaci&#243;n con la fase cr&#243;nica de este padecimiento&#44; cuando el cerebro tiene alguna lesi&#243;n&#46; En la fase aguda las concentraciones de IGF-II adem&#225;s de IGFBP-2&#44; -3 y -6&#44; se incrementan en el l&#237;quido cefalorraqu&#237;deo&#44; mientras que en la fase cr&#243;nica disminuyen su concentraci&#243;n<a class="elsevierStyleCrossRef" href="#bib0165"><span class="elsevierStyleSup">33</span></a>&#46; Debido a que en este estudio se analiz&#243; el efecto de una deficiencia aguda del metal sobre poblaciones celulares particulares&#44; es necesario a&#250;n determinar el efecto de una deficiencia cr&#243;nica del metal&#44; no solo sobre los cultivos celulares&#44; sino con estudios <span class="elsevierStyleItalic">in vivo</span>&#46;</p><p id="par0145" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Los resultados obtenidos en este estudio indican que la deficiencia de hierro <span class="elsevierStyleItalic">in vitro</span> ocasiona un incremento en la expresi&#243;n de IGF-II en cultivos primarios mixtos de c&#233;lulas derivadas del SNC&#44; el cual va acompa&#241;ado de una disminuci&#243;n en la expresi&#243;n del receptor IGF-IIR&#46; El incremento en la expresi&#243;n de esta mol&#233;cula bajo condiciones de deficiencia de este elemento puede desempe&#241;ar un papel neuroprotector&#44; favoreciendo la homeostasis del tejido nervioso en condiciones patol&#243;gicas&#46;</p></span><span id="sec0085" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0145">Financiaci&#243;n</span><p id="par0150" class="elsevierStylePara elsevierViewall">El proyecto fue financiado por el Programa de Mejoramiento del Profesorado &#40;PROMEP&#41; de la Secretar&#237;a de Educaci&#243;n P&#250;blica &#40;SEP&#41;&#44; M&#233;xico&#46; EMG cont&#243; con una beca de estudios de posgrado del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnolog&#237;a &#40;CONACYT&#41;&#46;</p></span><span id="sec0090" class="elsevierStyleSection elsevierViewall"><span class="elsevierStyleSectionTitle" id="sect0150">Conflicto de intereses</span><p id="par0155" class="elsevierStylePara elsevierViewall">Los autores declaran no tener ning&#250;n conflicto de intereses&#46;</p></span></span>"
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Información del artículo
ISSN: 02134853
Idioma original: Español
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