Grado de doctor en ciencias biomédicas. / La familia de proteínas de andamio MAGUK-DLG participa en la formación de complejos proteicos en uniones intercelulares y juega un importante papel en la fisiología sináptica particularmente en la plasticidad. En vertebrados se conocen 4 miembros de esta familia: SAP90/PSD95, SAP102/NEDLG, SAP97/hDLG y PSD93/Chapsyn-110. El papel in vivo de estas proteínas ha sido difícil de estudiar debido al alto grado de redundancia que poseen. En Drosophila melanogaster solo existe un gen MAGUK-DLG, dlg. Este gen codifica 2 proteínas: DLGS97 y DLGA. Ambas se encuentran presentes en la unión neuromuscular de la larva de Drosophila (UNMDL) modelo de estudio de sinapsis glutamatérgicas que comparte componentes moleculares básicos con las sinapsis centrales de vertebrados. En este trabajo con el propósito de tener una mejor comprensión de la función de las MAGUK-DLGs, se hizo uso de mutantes específicos para cada isoforma (dlgS975 y dlgA40.2) y se combinó estudios electrofisiológicos e inmunohistoquímicos con herramientas genéticas. De esta manera se demostró que solo la ausencia postsináptica de DLGS97 se asocia con un incremento en las corrientes excitatorias de juntura en miniatura (mEJCs)y a un mayor tamaño de los campos de receptores de glutamato. La ausencia presináptica de ambas isoformas presenta alteraciones en las corrientes excitatorias de juntura evocadas (eEJCs) y en distintos procesos de plasticidad sináptica, sugiriendo una menor probabilidad de liberación, la que, se pudo demostrar que correlaciona con una pérdida de la distribución normal del canal de Ca+2 dependiente de voltaje “Cacophony”. / The DLG-MAGUK family of scaffolding proteins participates in the formation of multiprotein complexes in cell-cell interaction domains and plays an important role in the synaptic physiology, particularly in synaptic plasticity. In vertebrates this family has four members: SAP90/PSD95, SAP102/NEDLG, SAP97/hDLG y PSD93/Chapsyn-110. The in vivo role of these proteins has been difficult to study due to their high degree of redundancy. In Drosophila melanogaster there is only one DLG-MAGUK, dlg. This gene encodes two proteins: DLGS97 and DLGA. Both are at the Drosophila larvae neuromuscular junction (UNMDL) a glutamatergic synapse that shares the basic molecular components with the synapses of the central nervous system of vertebrates. In order to get a better understanding of the role of the DLG-MAGUKs using specific isoform mutants (dlgS975 y dlgA40.2) we combined the use of electrophysiology, immunohistochemistry and genetic tools to show that only the postsynaptic absence of DLGS97 can be associated with an increase in the miniature excitatory junction currents (mEJCs), due to a bigger size in the glutamate receptor fields; moreover, the lack of both dlg isoforms affects the evoked excitatory junction currents (eEJCs) and synaptic plasticity, suggesting a smaller probability of release, which can be attributed to an abnormal distribution of the voltage dependant Ca+2 channel cacophony.

L’atròfia muscular espinal (AME) és una malaltia d’origen genètic que afecta, majoritàriament a la població infantil. La malaltia cursa amb una mort de les motoneurones  i atròfia muscular. El gen implicat és el survival motor neuron (SMN) que està delecionat en un 95% dels casos. El nostre estudi està dividit en dues parts: 1- l’aprofundiment de les alteracions musculars en dos models animals murins transgènics que pateixen les formes més greus d’AME (Tipus 1-2) i 2- estudi dels possibles efectes terapèutics del liti en un d’aquests models d’AME. S’ha trobat alteracions greus en les unions neuromusculars d’animals nounats i prenatals en marcadors relacionats amb l’ancoratge de les vesícules a la membrana presinàptica, organització dels canals de calci presinàptics i altres proteïnes presinàptiques, desorganització i apoptosi de les cèl•lules musculars, apoptosi massiva del timus i alteracions generalitzades en els òrgans limfoides. L’estudi ultraestructural del múscul ens indica que hi ha una mort, per apoptosi, de les cèl•lules satèl•lit, confirmat amb la tècnica de TUNEL. L’augment de les apoptosi, però no es reflexa en un increment, per altra banda esperat, de la densitat dels macròfags. El tractament amb concentracions terapèutiques del liti no millora l’evolució de la malaltia en els ratolins que manifesten l’AME, s’observa una acumulació progressiva dels nivells de liti, provocant toxicitat en l’animal. L’efecte del liti inhibint la GSK3 no es tradueix en el increment d’expressió de SMN, tal com s’ha deduït d’alguns experiments publicats. / La atrofia muscular espinal (AME) es una enfermedad de origen genético que afecta, mayoritariamente a la población infantil. La enfermedad cursa con muerte de las motoneuronas y atrofia muscular. El gen implicado es el “survival motor neuron” (SMN) que está delecionado en un 95% de los casos. Nuestro estudio está dividido en dos partes: 1 - la caracterización de las alteraciones musculares en dos modelos animales murinos transgénicos que sufren las formas más graves de AME (Tipo 1-2) y 2 - estudio de los posibles efectos terapéuticos del litio en uno de estos modelos. Se han encontrado alteraciones pre y postnatales graves en las sinapsis neuromusculares a nivel de marcadores relacionados con el anclaje de las vesículas en la membrana presináptica, en la organización de los canales de calcio presinápticos y en otras proteínas presinápticas, Asimismo se ha hallado desorganización y apoptosis de las células musculares, apoptosis masiva del timo y alteraciones generalizadas en los órganos linfoides. El estudio ultraestructural del músculo nos revela muerte, por apoptosis, de las células satélite, confirmado con la técnica de TUNEL. El aumento de las apoptosis muscular no conlleva un incremento, por otra parte esperado, de la densidad de los macrófagos. El tratamiento con litio no mejora la evolución de la enfermedad en los ratones con AME. Se observa un incremento progresivo de los niveles de litio, provocando toxicidad en el animal. Por otra parte, el efecto del litio inhibiendo la GSK3 no se traduce en un aumento de la expresión de SMN, tal como se ha deducido de algunos experimentos publicados. / The spinal muscular atrophy (SMA) is a pediatric genetic disease. The SMA is a motor neuron disease that affects the motor neurons causing its death and muscle atrophy. The gene involved is the survival motor neuron (SMN) that is mutated in the 95% of the cases. Our study is divided into two parts: 1 – studies of the neuromuscular junction in two transgenic SMA murine models that develop the most severe forms of SMA (type 1-2) and 2 - study of the possible therapeutic effects of lithium on one of these models of SMA. We found severe alterations in the neuromuscular junctions of newborn animals and also in prenatal markers related to the vesicle docking at the presynaptic membrane, lack of organization of presynaptic calcium channels and defects in the expression of other presynaptic proteins. We found also, disruption and apoptosis of muscular cells, massive apoptosis of the thymus and widespread alterations in lymphoid organs. The ultrastructural study of muscle identifies apoptotic satellite cells that was confirmed by the TUNEL technique. The increase in apoptosis is not followed by the expected increase, in the macrophage density. Treatment with therapeutic concentrations of lithium does not improve the course of the disease in SMA mice. There was a progressive accumulation of lithium, causing toxicity in the animal. The effect of lithium inhibiting GSK3 does not determine an increased expression of SMN, as could be deduced from some published experiments.