Investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison han encontrado un interruptor que redirige las células auxiliares en el sistema nervioso periférico al modo de "reparación", una forma que restaura los axones dañados.
Los axones son fibras largas en las neuronas que transmiten los impulsos nerviosos. El sistema nervioso periférico, la red de señalización fuera del cerebro y la médula espinal, tiene cierta capacidad para regenerar los axones destruidos, pero la reparación es lenta y a menudo insuficiente.
El nuevo estudio sugiere tácticas que podrían desencadenar o acelerar este nuevo crecimiento natural y ayudar a la recuperación después de una lesión física, dice John Svaren, profesor de biociencias comparativas en la Facultad de Medicina Veterinaria UW-Madison. El hallazgo también puede aplicarse a anormalidades genéticas comocomo enfermedad de Charcot-Marie-Tooth o daño a los nervios por diabetes.
Svaren, autor principal de un informe publicado el 30 de agosto en El diario de la neurociencia estudió cómo las células de Schwann, que abrazan los axones en el sistema nervioso periférico, se transforman para desempeñar un papel mucho más activo e "inteligente" después de la lesión.
Las células de Schwann crean la vaina aislante de mielina que acelera la transmisión de los impulsos nerviosos. En el modo de reparación, las células de Schwann forman un equipo de reparación que agrega la limpieza de la casa y la estimulación de la regeneración nerviosa al trabajo aislante habitual.
Svaren y su estudiante graduado, Joseph Ma, compararon la activación de genes en células de Schwann en ratones con axones intactos o cortados. "Vimos un conjunto de genes latentes que se activaron, pero solo después de una lesión", dice Svaren, "y estoscomenzó un programa que coloca las células de Schwann en un modo de reparación donde realizan varios trabajos que el axón necesita para volver a crecer ".
En el modo de reparación, pero no en el normal, las células de Schwann comienzan a limpiar la casa, ayudando a disolver la mielina, que es esencial para el funcionamiento adecuado, pero irónicamente impide la regeneración después de la lesión. "Si invitas a las células de Schwann a una fiesta", diceSvaren, "limpiarán las botellas y lavarán tus platos antes de que salgan de la casa".
Esta limpieza debe ocurrir pocos días después de la lesión, dice Svaren, quien dirige el núcleo de neurociencia celular y molecular en el Centro Waisman en el campus de UW-Madison.
Las células de Schwann también secretan señales que convocan a las células sanguíneas para ayudar a la limpieza, y trazan un camino para que el axón vuelva a crecer. Finalmente, regresan a la función de aislador para cultivar una vaina de mielina de reemplazo en el axón regenerado.
Inesperadamente, la transición de Schwann a la forma de reparación no implicó una reversión a una forma más primitiva, sino que se basó en un cambio en la regulación de sus genes ". Casi todas las demás respuestas a lesiones del sistema nervioso, especialmente en el cerebro, se cree que requiere células madre para repoblar las células, pero aquí no hay células madre ", dice Svaren." Las células de Schwann se están reprogramando para establecer el programa de reparación de lesiones. Estamos comenzando a verlos como jugadores activos conpapeles duales en la protección y regeneración del axón, y estamos explorando qué factores determinan el inicio y la eficacia del programa de lesiones ".
Después de descifrar el genoma humano, la epigenética, el estudio de la regulación génica, ha pasado a la vanguardia al darse cuenta de que los genes no importan mucho hasta que se activan, y que los interruptores genéticos son la razón fundamental por la que unla célula de la piel no se parece a una célula nerviosa, y una célula nerviosa funciona de manera diferente que un glóbulo blanco.
En epigenética, como en otras partes de la biología, los procesos a menudo se regulan a través de un equilibrio entre las señales de "parada" y "marcha". En la transición celular de Schwann, Svaren y Ma identificaron un sistema llamado PRC2 que generalmente silencia el programa de reparación ".la vía equivale a un interruptor de encendido y apagado que normalmente está apagado ", dice Svaren," y queremos saber cómo encenderlo para iniciar el proceso de reparación ".
La naturaleza del sistema de silenciamiento genético de nivel superior sugirió medicamentos que podrían eliminar la marca silenciadora de los genes en cuestión, y Svaren dice que ha identificado una enzima que puede "eliminar los frenos" y activar deliberadamente el programa de reparación cuando sea necesario enrespuesta a la lesión.
Incluso si las pruebas de drogas son prometedoras, serán necesarios años de experimentos antes de que el sistema pueda probarse en personas. Además, como reconoce Svaren, "muchos factores determinan qué tan bien puede regenerarse un axón. No estoy diciendo que esta vía única puedaconducir a una cura para todo, pero esperamos que sea un factor importante "
Svaren dice que no está claro cómo el hallazgo actual en los nervios periféricos se relaciona con el daño al cerebro y la médula espinal, donde un tipo diferente de célula cuida las neuronas. Sin embargo, hay algunas similitudes. En la esclerosis múltiple, por ejemplo, la limpieza debepreceder al reemplazo de mielina dañada.
En última instancia, el estudio podría abrir una nueva puerta a la regeneración, incluso más allá de un sector clave del sistema nervioso. "Hemos pensado en la célula de Schwann como una entidad estática que estaba allí para producir mielina, pero tienen este programa latente, donde se convierten en los primeros en responder e inician muchas acciones necesarias para que el axón se regenere ", dice Svaren.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Wisconsin-Madison . Original escrito por David Tenenbaum. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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