Proteólise extracelular na plasticidade estrutural e funcional das sinapses das fibras musgosas no hipocampo

O cérebro é continuamente alterado em resposta a experiências e mudanças ambientais. Um dos mecanismos subjacentes é a plasticidade sináptica, que se manifesta pela modificação da estrutura e função das sinapses. Está se tornando claro que a proteólise extracelular regulada desempenha um papel fundamental na remodelação estrutural e funcional das sinapses durante o desenvolvimento cerebral, aprendizado e formação de memória. Claramente, os mecanismos de plasticidade podem diferir substancialmente entre projeções. As sinapses das fibras musgosas nas células piramidais CA3 exibem várias características funcionais únicas, incluindo pronunciada facilitação de curto prazo, uma potenciação de longo prazo (LTP) expressa presinapticamente que é independente da ativação do NMDAR, e metaplasticidade dependente de NMDA. Além disso, a plasticidade estrutural nas sinapses das fibras musgosas varia desde a reorganização da topologia de projeção após o aprendizado dependente do hipocampo, até propriedades dinâmicas intrinsecamente diferentes dos botões sinápticos, e mudanças estruturais pré e pós-sinápticas que acompanham a indução de LTP. Embora a plasticidade funcional e estrutural concomitante nesse caminho sugira fortemente um papel da proteólise extracelular, seu impacto só começa a ser investigado nesta projeção. No presente relatório, revisamos o papel da proteólise extracelular em vários aspectos da plasticidade sináptica nas sinapses das fibras musgosas hipocampais. Um número crescente de evidências demonstra que, entre as proteases perissinápticas, o ativador de plasminogênio tecidual (tPA)/sistema plasmina, a enzima 1 de clivagem da proteína precursora amiloide β (BACE1) e as metaloproteinases desempenham um papel crucial na modelagem das mudanças plásticas nesta projeção. Discutimos os avanços recentes e as hipóteses emergentes sobre os papéis das proteases nos mecanismos subjacentes à plasticidade sináptica específica do alvo das fibras musgosas e à formação de memória.