The document summarizes research on the effects of Wnt ligands on synaptic plasticity. It discusses how Wnt-5a modulates potassium channel activity and miniature synaptic currents. Wnt-5a increases AMPA miniature currents but does not affect NMDA miniature currents. Wnt-5a enhances long-term potentiation induced by theta burst stimulation in the hippocampus in a manner dependent on calcium influx and nitric oxide signaling. Wnt-5a also increases neuronal viability and mitochondrial ATP production. The findings suggest Wnt ligands play complex roles in synaptic plasticity.
12. Farias et al., 2009, J Biol Chem
Cuitino et al., 2010, J Neurosci
13. In collaboration with Dr. Francisco José Muñoz (Universidad Pompeau Fabra, Barcelona)
and Dr. Juan Pablo García-Huidobro (P. Universidad Católica de Chile, CARE)
Technical Support: Juan Godoy and Inés Poblete
18. 800
* Wnt-5a
Membrane resistence (MΩ )
600 *
400
* ¿Afecta la actividad
200
miniatura?
0
Control Wnt-5a sFRP 7-NI Go 6976
19.
20. Control AMPA AMPA
100
* *
Amplitude miniture current (pA)
Control Wnt-5a
Wnt-5a AMPA 80
60
40
Control NMDA NMDA
20
Wnt-5a NMDA Control 0
Control Wnt-5a Wnt-5a + sFRP Formyl-6aa
Wnt-5a
100
Control *
Amplitude miniture current (pA)
15 min
80
*
60
40
20
0
Control AMPA NMDA
21. 3,0
m NMD A frequ en cy (p A )
2,5
**
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
Control Wnt-5a Wnt-5a
+ 7-NI
60
**
m NMD A am p litud e (pA )
50
40
30
20
10
0
Control Wnt-5a Wnt-5a
+ 7-NI
27. 2
5
fV (%of Control)
fEPSP s lop e % o f C on tro l (R .U.)
4
0
-20 0 20 40 60 80 100 120 140
X Axis Title
3
2
1
0
-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160
Time (min)
28. 4 3,5
Control
fEPSP s lop e % of C on trol (R .U.)
fEPSP s lo pe % o f C o n trol (R .U.)
Wnt 5a
ACSF
3,0
2,5
2
2,0
Wnt 5a 40 min 1,5
Wnt 5a 20 min
Control
1,0
0
-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120
Time (min) Time (min)
29. 5
5
Control
Medium
4
Control 4 train TBS
fEPSP s lo p e (R .U.)
sFRP
3
4 2
fEPSP s lop e (R .U.)
1
0
-40 -20 0 20 40 60
Time (min)
3
2
1
0
-40 -20 0 20 40 60
Time (min)
52. 3
KO mouse
Control
fEPSP amplitude
(relative units)
2
1
0
-20 -10 0 10 20 30
Time (min)
Hinweis der Redaktion
La observación anterior, nos sugería que Wnt 5a bloqueaba una corrientes de salida sensible a TEA y que no estaba presente en células HEK. Nos intereso la posibilidad de efectos en canales KV3.2 sensibles NO. Al estudiar la producción de NO en cultivos expuesto a Wnt5a, medido por tomar medio de células tratadas y pasadas por un sistema de CROMATOGRAFIA de Gases (oxigeno Ozono, conversión a nitritos, intensidad de señal luminosa), observamos que el Wnt aumenta la producción de NO y que es inhibido al usar 7-NI, un bloqueador de la enzima nNOS. Esto indicaría que Wnt aumenta la producción de NO y podía generar un efecto en corrientes de potasio del tipo Kv3.2
Utilizando la técnica de Patch-clamp en su modalidad de Célula completa, estudiamos la corriente generada a diferentes potenciales desde -100 mV a 100 mV. La presencia de wnt5a, genera un bloqueo de una corriente de salida. Al observar la corriente con un pulso de 100 mv, observamos que la corriente generada se ve bloqueada con concentraciones crecientes de Wnt. Indicando un efecto del ligando sobre una corriente de salida, en el cultivo de neurona.
La caracterización de esta corriente de salida, en neuronas muestra que es TEA sensible desde concentraciones mM. Esto sugiere que observamos una corriente de salida de potasio de canales rectificadores de salida tipo Kv con un potencial de reversión a el teórico para el potasio. A usar un modelo donde existan corriente de este tipo en forma endógenas aisladas como las celulas HEK observamos que Wnt-5a no es capaz de generar el bloqueo de la corriente, sin embargo si es sensible en un porcentaje significativo a la aplicación de TEA. Esto fue un interesante hallazgo, porque nos sugirió la acción de Wnt en neuronas es mediado por alguna corriente no presente en células HEK. Un candidato que nos intereso fue el canal Kv3.2, el cual es sensible al NO y es importante en neuronas hipocampales (trabajos de Rudy)
En correlación con lo anterior, estudiamos si el efecto de Wnt, sobre la corriente de salida era dependiente de la producción de NO. Evaluamos si la incubación con 7-NI, bloquea el efecto de Wnt y al mismo tiempo el uso sFRP (secuestrador del Wnt) demostró la especifidad del efecto. De igual manera al usar bajas concentraciones de 7-NI no logran bloquear el efecto de Wnt, indicando que concentraciones sobre 1 microMolar, son capaces de bloquear el efecto de Wnt. Esto permite sugerir que Wnt 5ª, genera un aumento de NO que lleva a un cambio en la corriente de salida, posiblemente en parte Kv3.2
Al observar la actividad sináptica total, representados por los eventos en miniatura. Observamos que incubaciones cortas de minutos con el Wnt aumentan la frecuencia y la amplitud de los eventos. Estos efectos son revertidos al usar sFRP o al inhibir la producción de NO con 7-NI. Lo e sugieres que Wnt genera un aumento de NO que lleva alterar la conductancia de la membrana generando cambios en la actividad sinaptica, en aplicaciones de corto tiempo