The natural cellular prion protein is known to play several roles during development and adult brain. Far from its pathological roles in prionopathies, the non-pathogenic cellular prion protein has been described as a receptor for several amyloid in oligomeric and prefibrillar forms. For some amyloids, specific domains of the protein play a crucial role in modulating amyloid's cellular uptake and seeding properties. In most studies, the functions and the role of putative amyloid receptors have been analyzed by using brain extracts derived from human neurodegenerative patients. Another strategy has been to modify the genetic dosage of the natural prion protein in genetic models of different diseases. In this study, we take advantage of both approaches to examine whether this protein plays a role in the seeding and spreading of pathogenic tau. Our results point to a role of the natural prion protein in the emergence of pathogenic tau in a mouse model overexpressing the mutation P301S of the human tau gene. In contrast, its role is minor when sarkosyl-derived brain samples of Alzheimer's disease are used. In fact, our results indicate that the use of this type of sample is not adequate to determine the role of a putative receptor in tau seeding and spreading.

Abstract MiRNAs induce post-transcriptional gene silencing by binding to the 3’-UTR of complementary messenger RNAs and causing either degradation or inhibition of translation. The clinical relevance of miRNAs as biomarkers is growing due to their stability and detection in biofluids. In this sense, diagnosis at asymptomatic stages of Alzheimer’s disease (AD) remains a challenge since it can only be made at autopsy according to Braak NFT staging. Achieving the objective of detecting AD at early stages would allow possible therapies to be addressed before the onset of cognitive impairment. Many studies have determined that the expression pattern of some miRNAs is deregulated in AD patients, but to date, none has been correlated with downregulated expression of cellular prion protein (PrP C ) during disease progression. That is why, by means of cross studies of miRNAs up-regulated in AD with in silico identification of potential miRNAs-binding to 3’UTR of human PRNP gene, we selected miR-519a-3p for our study. Other family members of miR-519 have been shown to bind to the 3’UTR region of PRNP in vitro and presumably degrade PRNP mRNA. In addition, up-regulation of some of them has been reported in various tissues from AD patients, including cerebrospinal fluid, plasma, and blood serum. In fact, miR-519d-3p is marked as a bridge regulator between mild cognitive impairment and severe AD. However, none of the studies address the prodromal stages of the disease or the expression profile of miR-519 in other neurodegenerative diseases that also may present dementia. Therefore, in this study we analyzed miR-519a-3p expression in cerebral samples of AD at different stages of evolution as well as other neurodegenerative diseases such as other tauopathies and synucleinopathies. Our results show the specific and early upregulation of miR-519a-3p starting from Braak stage I of AD, suggesting its potential use as a biomarker of preclinical stages of the disease.

Abstract Neural tissue has limited regenerative ability, to cope with that, in the recent years a diverse set of novel tools have been used to tailor neurostimulation therapies and promote functional regeneration after axonal injuries. In this report, we explore cell-specific methods to modulate neuronal activity, including opto- and chemogenetics to assess the effect of specific neuronal stimulation in the promotion of axonal regeneration after injury. We found that opto- or chemogenetic modulations of neuronal activity on both dorsal root ganglia and corticospinal motor neurons increase their axonal growth capacity only on permissive substrates.

Abstract While chemokines were originally described for their ability to induce cell migration, many studies show how chemokines also take part in a variety of other cell functions, acting as adaptable messengers in the communication between a diversity of cell types. In the nervous system, chemokines participate both in physiological and pathological processes, and while their expression is often described on glial and immune cells, growing evidence describe the expression of chemokines and their receptors in neurons, highlighting, their potential in auto- and paracrine signalling. In this study we analysed the role of nociception in the neuronal chemokinome, and their role in axonal growth. We found that stimulating TRPV1 + nociceptors induces a transient increase in CCL21. Interestingly we found that, this CCL21 increases neurite growth of large diameter proprioceptors in vitro . Consistent with this, we show that proprioceptors express the CCL21 receptor CCR7, and a CCR7 neutralizing antibody dose-dependently attenuates CCL21-induced neurite outgrowth. Mechanistically, we found that CCL21 binds locally to its receptor CCR7 at the growth cone, activating the downstream MEK-ERK pathway, that in turn activates N-WASP, triggering actin filament ramification in the growth cone, resulting in increased axonal growth.

ABSTRACT Brain glycogen is mainly stored in astrocytes. However, recent studies both in vitro and in vivo indicate that glycogen also plays important roles in neurons. By conditional deletion of glycogen synthase (GYS1), we previously developed a mouse model entirely devoid of glycogen in the central nervous system (GYS1 Nestin-KO ). These mice displayed altered electrophysiological properties in the hippocampus and increased susceptibility to kainate-induced seizures. To understand which of these functions is related to astrocytic glycogen, in the present study we generated a mouse model in which glycogen synthesis is eliminated specifically in astrocytes (GYS1 Gfap-KO ). Electrophysiological recordings of awake behaving mice revealed alterations in input/output curves and impaired long-term potentiation, similar, but to a lesser extent, to those obtained with GYS1 Nestin-KO mice. Surprisingly, GYS1 Gfap-KO mice displayed no change in susceptibility to kainate-induced seizures as determined by fEPSP recordings and video monitoring. These results confirm the importance of astrocytic glycogen in synaptic plasticity.

Abstract Emerging evidence points to coordinated action of chemical and mechanical cues during brain development. At early stages of neocortical development, angiogenic factors and chemokines such as CXCL12, ephrins, and semaphorins assume crucial roles in orchestrating neuronal migration and axon elongation of postmitotic neurons. Here we explore the intrinsic mechanical properties of the developing marginal zone of the pallium in the migratory pathways and brain distribution of the pioneer Cajal-Retzius cells. These pioneer neurons are generated in several proliferative regions in the developing brain (e.g., the cortical hem and the pallial subpallial boundary) and migrate tangentially in the preplate/marginal zone covering the upper portion of the neocortex. These cells play crucial roles in correct neocortical layer formation by secreting several molecules such as Reelin. Our results indicate that the motogenic properties of Cajal-Retzius cells and their perinatal distribution in the marginal zone are also modulated by both chemical and mechanical factors, by the specific mechanical properties of Cajal-Retzius cells, and by the differential stiffness of the migratory routes. Indeed, cells originating in the cortical hem display higher migratory capacities than those generated in the pallial subpallial boundary which may be involved in the differential distribution of these cells in the dorsal-lateral axis in the developing marginal zone.