Early neural cell death: an overlooked process in neural development

Abstract

During the development of the vertebrate nervous system, multiple physiological processes are involved in the generation of its complex cytoarchitecture and functionality. Among them, programmed cell death has been recognized as a key process that affects connecting neurons. By contrast, there is limited information
available regarding the cell death that affects neuroepithelial cells, and recently born neurons and glia, hindering the comprehensive understanding of neural development. We have demonstrated that exquisitely regulated PCD occurs during early stages of neural development such as neurulation and neurogenesis. We have characterized how survival signals from proteins like proinsulin/insulin, c-Raf, and HSC70 counteract caspase-dependent apoptosis, which affects neuroepithelial cells proliferation and the generation of retinal ganglion cells. Furthermore, the characterization of these physiological signals during retinal neurogenesis has the potential to provide new therapeutic tools to attenuate retinal neurodegeneration.

Keywords: Programmed cell death, apoptosis, neurulation, neurogenesis, proliferation, differentiation, retina, proinsulin, insulin, c-Raf, HSC70, caspases, neuroprotection, neurodegeneration.

Resumen

Durante el desarrollo del sistema nervioso de vertebrados, múltiples procesos fisiológicos participan en la generación de su compleja arquitectura celular y funcionalidad. Entre ellos, la muerte celular programada que afecta a neuronas de conexión está reconocido como un proceso fundamental. Por otro lado, hay escasa información disponible acerca de la muerte celular que afecta a células neuroepiteliales y a neuronas y glía recién nacidas, lo que impide que tengamos una noción completa sobre el desarrollo neural. Los estudios de nuestro laboratorio han demostrado que la muerte celular programada se encuentra finamente regulada y ocurre en etapas tan tempranas del desarrollo como la neurulación o la neurogénesis. Hemos caracterizado el papel que moléculas de supervivencia, como la proinsulina/insulina, c-Raf o HSC70, desempeñan bloqueando la apoptosis dependiente de caspasas, proceso que afecta a células neuroepiteliales proliferativas, así como a la generación de las células ganglionares de la retina. Es más, la caracterización de estas señales fisiológicas originadas durante la neurogénesis de la retina nos ha proporcionado una nueva herramienta terapéutica
potencial para el tratamiento y atenuación de las neurodegeneraciones retinianas.

Palabras clave: Muerte celular programada, apoptosis, neurulación, neurogénesis, proliferación, diferenciación, retina, proinsulina, insulina, c-Raf, HSC70, caspasas, neuroprotección, neurodegeneración.