Un nuevo estudio en la revista Comunicaciones de la naturaleza muestra que las células normalmente asociadas con la protección del cerebro contra infecciones y lesiones también juegan un papel importante en el cableado de las conexiones entre las células nerviosas. Si bien este descubrimiento arroja nueva luz sobre la mecánica de la neuroplasticidad, también podría ayudar a explicar enfermedades como los trastornos del espectro autista, esquizofrenia y demencia, que pueden surgir cuando este proceso se interrumpe y las conexiones entre las células cerebrales no se forman o eliminan correctamente.
"Durante mucho tiempo hemos considerado la reorganización de la red de conexiones del cerebro como el dominio exclusivo de las neuronas", dijo Ania Majewska, Ph.D., profesora asociada en el Departamento de Neurociencia del Centro Médico de la Universidad de Rochester URMCy autor principal del estudio. "Estos hallazgos muestran que es necesaria una interacción coreografiada con precisión entre múltiples tipos de células para llevar a cabo la formación y destrucción de las conexiones que permiten la señalización adecuada en el cerebro".
El estudio es otro ejemplo de un cambio dramático en la comprensión de los científicos sobre el papel que el sistema inmune, específicamente las células llamadas microglia, desempeña en el mantenimiento de la función cerebral. La microglia se ha entendido durante mucho tiempo como los centinelas del sistema nervioso central, patrullandoel cerebro y la médula espinal y actúan para eliminar las infecciones o engullir el tejido de las células muertas. Sin embargo, los científicos ahora comienzan a apreciar que, además de servir como la primera línea de defensa del cerebro, estas células también tienen un lado enriquecedor,particularmente en lo que se refiere a las conexiones entre las neuronas.
La formación y eliminación de las conexiones físicas entre las neuronas es una parte fundamental para mantener un cerebro sano y el proceso de crear nuevas vías y redes entre las células cerebrales nos permite absorber, aprender y memorizar nueva información.
"La red de conexiones del cerebro es como un jardín", dijo Rebecca Lowery, una estudiante graduada en el laboratorio de Majewska y coautora del estudio. "No solo requiere alimentación y un ambiente saludable, sino de vez en cuandodebes podar las ramas muertas y arrancar las malas hierbas para permitir que crezcan nuevas flores "
Si bien esta constante reorganización de las redes neuronales, llamada neuroplasticidad, se conoce bien desde hace algún tiempo, los mecanismos básicos por los cuales se hacen y rompen las conexiones entre las células cerebrales han eludido a los científicos.
Realizando experimentos en ratones, los investigadores emplearon un modelo bien establecido para medir la neuroplasticidad observando cómo las células reorganizan sus conexiones cuando la información visual recibida por el cerebro se reduce de dos ojos a uno.
Los investigadores encontraron que en los cerebros de los ratones la microglia respondía rápidamente a los cambios en la actividad neuronal a medida que el cerebro se adaptaba para procesar la información de un solo ojo. Observaron que la microglia apuntaba a la hendidura sináptica, el fin comercial de la conexión que transmite señalesentre las neuronas. La microglia "arrancó" las conexiones apropiadas, desconectando físicamente una neurona de otra, dejando intactas otras conexiones importantes.
Esto es similar a lo que ocurre durante una infección o lesión, en la que se activan las microglias, navega rápidamente hacia el sitio lesionado y elimina el tejido muerto o enfermo mientras se deja intacto el tejido sano.
Los investigadores también identificaron uno de los mecanismos moleculares clave en este proceso y observaron que cuando se apagaba un solo receptor, llamado P2Y12, la microglía dejaba de eliminar las conexiones entre las neuronas.
Estos hallazgos pueden proporcionar una nueva visión de los trastornos que se caracterizan por la disfunción sensorial o cognitiva, como los trastornos del espectro autista, la esquizofrenia y la demencia. Es posible que cuando la función de poda de sinapsis de la microglia se interrumpa o cuando las células eliminen erróneamenteconexiones incorrectas, tal vez debido a factores genéticos o porque las células están demasiado ocupadas en otro lugar para combatir una infección o lesión, el resultado es una señalización deteriorada entre las células cerebrales.
"Estos hallazgos demuestran que la microglia es un componente dinámico e integral de la compleja maquinaria que permite a las neuronas reorganizar sus conexiones en el cerebro maduro sano", dijo Grayson Sipe, un estudiante graduado en el laboratorio de Majewska y coautor del estudio."Si bien se necesita más trabajo para comprender completamente este proceso, este estudio puede ayudarnos a comprender cómo la genética o la interrupción del sistema inmunitario contribuyen a los trastornos neurológicos".
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Materiales proporcionado por Centro médico de la Universidad de Rochester . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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