Cada célula cerebral tiene un núcleo, o una estación central de comando. Los científicos han demostrado que el paso de moléculas a través del núcleo de una célula cerebral en forma de estrella, llamada astrocito, puede desempeñar un papel fundamental en la salud y la enfermedad. El estudio, publicado en la revista Neurociencia de la naturaleza , fue parcialmente financiado por los Institutos Nacionales de Salud NIH.
"Inesperadamente, es posible que hayamos descubierto una ruta oculta para comprender cómo los astrocitos responden a las lesiones y controlan los procesos cerebrales. La ruta puede ser común a muchas enfermedades cerebrales y estamos empezando a seguirla", dijo Katerina Akassoglou, Ph.D.., investigador principal en el Instituto Gladstone para Enfermedades Neurológicas, profesor de neurología en la Universidad de California, San Francisco, y autor principal del estudio.
Algunos trastornos neurológicos están asociados con niveles cerebrales más altos de lo normal del factor de crecimiento TGF-beta, incluida la enfermedad de Alzheimer y la lesión cerebral. Estudios anteriores encontraron que después de una lesión cerebral, los astrocitos producen mayores cantidades de receptor de neurotrofina p75 p75NTR, una proteínaeso ayuda a las células a detectar factores de crecimiento. Las células también reaccionan al TGF-beta cambiando sus formas y secretando proteínas que alteran la actividad neuronal.
El laboratorio del Dr. Akassoglou mostró que la eliminación del gen p75NTR previno la hidrocefalia en ratones genéticamente modificados para tener astrocitos que producen niveles más altos de TGF-beta. La hidrocefalia es un trastorno que llena el cerebro con exceso de líquido cefalorraquídeo. La eliminación del gen p75NTR también previnolos astrocitos en el cerebro de los ratones se forman cicatrices después de las lesiones y restauran las oscilaciones gamma, que son patrones de actividad neuronal asociados con el aprendizaje y la memoria.
El núcleo celular es una bola de cromosomas envueltos en una membrana grasa protectora. En este estudio, los investigadores descubrieron que el tratamiento de astrocitos con TGF-beta liberó una pequeña porción de la proteína p75NTR para unirse a las nucleoporinas, un grupo de proteínas que regulael paso de moléculas dentro y fuera del núcleo. Sus resultados sugieren que la unión mejora el flujo de ciertas moléculas críticas hacia el núcleo y permite que los astrocitos entren en un estado reactivo.
"Esta investigación destaca la importancia del complejo de poros nucleares en el cerebro y plantea la posibilidad de que pueda ser un objetivo para tratar una amplia gama de trastornos neurológicos", dijo Jill Morris, Ph.D., directora del programa en los NIH'sInstituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares NINDS.
Los científicos utilizaron microscopios de alta resolución para observar el núcleo de los astrocitos en acción. Los poros nucleares que no tenían el gen p75NTR eran ligeramente más grandes de lo normal. Cuando los científicos trataron los astrocitos con TGF-beta, vieron que las proteínas p75NTR se unían a las nucleoporinas yabrir los poros. Esto permitió el transporte al núcleo de una proteína llamada Smad2, que es esencial para que TGF-beta ejerza sus efectos sobre los astrocitos. En otros experimentos, los científicos demostraron que la eliminación de p75NTR de los astrocitos bloqueaba el transporte de Smad2 al núcleo.
"Los poros nucleares son guardianes y p75NTR parece ser la clave para desbloquear puertas particulares", dijo el Dr. Akassoglou. "Descubrimos nuevos roles para ambos jugadores y continuaremos estudiando cómo el complejo de poros nucleares controla el desarrollo neuronal y la enfermedad".
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Materiales proporcionado por NIH / Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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