Rol de la región locomotora del mesencéfalo en los trastornos de la marcha asociados a la enfermedad de Parkinson

Abstract

La locomoción es un comportamiento fundamental para los animales, permitiéndoles desplazarse e interactuar con su ambiente. Esta función motora requiere del correcto funcionamiento de circuitos locales en la médula espinal y de las estructuras supraespinales que se encargan de la selección del programa motor, entre las cuales destaca la región locomotora del mesencéfalo (MLR). El estudio detallado de estas estructuras y los circuitos de los que forman parte es fundamental si se quiere comprender la etiología de ciertos síndromes neurodegenerativos que afectan la capacidad motora. Por ejemplo, la enfermedad de Parkinson (EP) se caracteriza por una plétora de síntomas motores y no motores altamente debilitantes y, aunque algunos son aliviados por la administración de derivados de dopamina, hay otros, como la congelación de la marcha (FoG por Freezing of Gait), que no lo son. Este síntoma se define por la imposibilidad de realizar un movimiento a pesar de la intención de hacerlo, causando caídas y afectando negativamente la calidad de vida de los pacientes. Teniendo esto en cuenta y dada la relevancia comprobada del MLR en la generación de locomoción, en este trabajo silenciamos su actividad de manera global y también manipulamos la actividad de un componente celular específico de esta región, las neuronas glutamatérgicas, para estudiar el vínculo entre su mal funcionamiento y el desarrollo de FoG. Para esto, utilizamos estrategias de silenciamiento neuronal en conjunto con un test comportamental novedoso que permite obtener información sobre la latencia del inicio de la locomoción. En conjunto, los resultados aquí presentados amplían las posibilidades de estudio de los síntomas de la EP, remarcan la importancia del MLR en el control del comportamiento locomotor y, al mismo tiempo, señalan la necesidad de profundizar en la implicancia de la pérdida de funcionalidad de subpoblaciones específicas de esta región.

Locomotion is a fundamental behavior for animals, allowing them to move and interact with their environment. This motor function requires the correct functioning of local circuits in the spinal cord and supraspinal structures responsible for the selection of the motor program, among which the mesencephalic locomotor region (MLR) stands out. The detailed study of these structures and the circuits in which they are embedded is essential if we want to comprehend the etiology of certain neurodegenerative syndromes that impair motor capacity. For example, Parkinson's disease (PD) is characterized by a plethora of highly debilitating motor and non-motor symptoms, and while some of them are relieved by the administration of dopamine derivatives, there are others, such as Freezing of Gait (FoG), which are not. This symptom is defined by the inability to perform a movement despite the intention to do so, causing falls and negatively affecting patients’ quality of life. Bearing this in mind and given the proven relevance of the MLR in the generation of locomotion, in this work we globally silence its activity and also manipulate the activity of a specific cellular component of this region, the glutamatergic neurons, to study the link between its malfunction and the development of FoG. In order to do so, we use neuronal silencing strategies in conjunction with a novel behavioral test that provides information on the latency of the onset of locomotion. All together, the results presented here expand the possibilities for PD symptoms’ study, highlight the importance of the MLR in the control of locomotor behavior and, at the same time, point out the need to delve into the implication of the loss of functionally distinct neuronal subpopulations in this region.