Origen evolutivo y participación funcional de la comunicación glutamatérgica durante el proceso de neurulación en Xenopus laevis.

Abstract

En humanos, la sinapsis excitatoria glutamatérgica participa en procesos de aprendizaje y memoria, y cumple un rol importante en el establecimiento del sistema nervioso durante el desarrollo embrionario. La liberación de glutamato como neurotransmisor ha sido descrita además en distintas especies de animales, como moscas, gusanos y ratones. La señalización sináptica glutamatérgica en estas especies depende de la participación de transportadores vesiculares de glutamato o VGLUTs, que acumulan glutamato en vesículas sinápticas, en un proceso altamente controlado por señales reguladoras de iones cloruro y protones, así como por motivos endocíticos de reciclaje. Sin embargo, la historia evolutiva de VGLUT y su importancia durante el desarrollo embrionario y consolidación del funcionamiento del sistema nervioso permanece desconocida. En la presente tesis, se presenta un estudio filogenético de los VGLUTs, comprendiendo 111 especies de eucariontes, así como un estudio ontogénico de la señalización de glutamato mediada por VGLUTs para establecer su importancia durante el desarrollo embrionario temprano del sistema nervioso o neurulación del cordado Xenopus laevis. Los resultados pro ponen una evolución secuencial de la señalización de glutamato vesicular, con el surgimiento de la interacción con glutamato en el último ancestro común de los animales cnidarios-bilaterados, mientras que la capacidad de formar vesículas emerge en el último ancestro común de los animales bilaterados. Al evaluar como VGLUT participa en neurulación, observamos que la disrupción de la comunicación glutamatérgica mediante VGLUT genera un cierre anormal del tubo neural, provocado por cambios en la migración celular de las células que alterarían el establecimiento y posterior funcionamiento correcto del sistema nervioso en X. laevis. Estos resultados en conjunto permiten proponer la correlación e importancia del surgimiento de la señalización de glutamato vesicular con la formación de sistemas nerviosos organizados y condensados, en donde a nivel evolutivo, surge junto a la reorganización anatómica y sofisticación funcional del sistema nervioso, lo que explicaría la relevancia de la señalización de glutamato para la formación correcta del sistema nervioso central durante el desarrollo.