Investigadores de laEscuela Universitaria de Medicina de Washingtonen St. Louis han identificado una reacción en cadena que activa la regeneración de algunas ramas de células nerviosas dañadas, un descubrimiento que algún día podría ayudar a mejorar los tratamientos para las lesiones nerviosas que pueden causar pérdida de la sensibilidad o parálisis.
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| A fin de estudiar cómo las células nerviosas reaccionan a daños en sus ramas, Valeria Cavalli las cultiva en "parcelas" como la mostrada en esta imagen. (Foto: Yongcheol Cho, Escuela de Medicina de la Universidad de Washington en San Luis de Misuri) |
Los científicos también demostraron que las células nerviosas en el cerebro y la médula espinal están perdiendo un eslabón de esta reacción en cadena. El enlace, una proteína llamada HDAC5, puede ayudar a explicar por qué es poco probable que vuelva a crecer ramas perdidos en su propio estas células. La nueva investigación sugiere que la activación de HDAC5 en el sistema nervioso central puede activar la regeneración de las ramas de las células nerviosas en esta región, donde las lesiones suelen causar parálisis permanente.
"Sabíamos que varios genes que contribuyen a la regeneración de estas ramas de células nerviosas, que son llamadas axones, pero hasta ahora no sabíamos lo que activa la expresión de estos genes y, por tanto, el proceso de reparación", dijo el autor principal, Valeria Cavalli , PhD, profesor asistente de neurobiología. "Esto nos pone un paso más cerca de algún día poder desarrollar tratamientos que mejoran la regeneración del axón."
La investigación aparece 7 de noviembre en la revista de la célula .
Los axones son las ramas de células nerviosas que envían los mensajes. Por lo general son mucho más largos y más vulnerables a las lesiones que las dendritas, las ramas que reciben los mensajes.
En el sistema nervioso periférico - la red de las células nerviosas fuera del cerebro y la columna vertebral - células veces naturalmente regenerar los axones dañados. Pero en el sistema nervioso central, compuesto por el cerebro y la médula espinal, heridas células nerviosas normalmente no sustituyen a los axones perdidos.
El trabajo con las células del sistema nervioso periférico cultivadas en el laboratorio, Yongcheol Cho, PhD, un investigador asociado postdoctoral en el laboratorio de Cavalli, cortó los axones de las células. Él y sus colegas aprendió que esto provoca un aumento de calcio para viajar hacia atrás a lo largo del axón al cuerpo de la célula. El aumento es el primer paso en una serie de reacciones que activan los mecanismos de reparación de axones.
En las células de los nervios periféricos, uno de los pasos más importantes en esta reacción en cadena es la liberación de una proteína, HDAC5, desde el núcleo de la célula, el compartimiento central donde se mantiene ADN.Los investigadores descubrieron que después de salir del núcleo, HDAC5 se convierte en un número de genes implicados en el proceso de regeneración.HDAC5 también viaja al sitio de la lesión para ayudar en la creación de los microtúbulos, tubos rígidos que actúan como estructuras de apoyo para la célula y ayudar a establecer la estructura del axón de reemplazo.
Cuando los investigadores genéticamente modificadas la HDAC5 gen para mantener su proteína atrapada en los núcleos de las células de los nervios periféricos, los axones no se regeneran en cultivos de células. Los científicos también demostraron que podían estimular la regeneración axonal en cultivos celulares y en animales mediante la dosificación de las células con las drogas que hacen más fácil para HDAC5 salir del núcleo.
Cuando los científicos buscaron la misma reacción en cadena en las células del sistema nervioso central, se encontraron con que HDAC5 nunca salió de los núcleos de las células y no viajó al sitio de la lesión. Ellos creen que la falta de este jugador imprescindible fuera del núcleo puede ser una de las razones más importantes por las células del sistema nervioso central no se regeneran los axones.
"Esto nos da la esperanza de que si podemos encontrar formas de manipular este sistema en el cerebro y las neuronas de la médula espinal, podemos ayudar a las células del sistema nervioso central regenerar ramas perdidas", dijo Cavalli. "Estamos trabajando en eso ahora."
Cavalli también está colaborando con Susan Mackinnon , MD, el Sydney M. Shoenberg Jr. y Robert H. Shoenberg Profesor de Cirugía, jefe de la División de Cirugía Plástica y Reparadora y pionero en el trasplante de nervios periféricos. Los dos están investigando si HDAC5 u otros componentes de la reacción en cadena se pueden utilizar para ayudar a restaurar las funciones sensoriales en los injertos de nervios.
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