Los nervios periféricos humanos, todos los nervios fuera del sistema nervioso central, están protegidos por la barrera del nervio sanguíneo. Esta es una cubierta hermética de células endoteliales que mantiene el microambiente dentro de los nervios al restringir las cantidades o tipos de agua., iones, solutos y nutrientes que pueden llegar a los axones, o cables eléctricos dentro de los nervios, desde el sistema de circulación sanguínea.
Esto permite que los nervios funcionen.
"Describo estas células endoteliales como una puerta o puerta que controla lo que entra y sale del nervio; es la puerta de entrada entre la circulación sanguínea sistémica y los nervios periféricos", dijo Eroboghene Ubogu, MD, profesor de neurología en elUniversidad de Alabama en Birmingham.
Poco se sabe sobre los componentes que componen esta puerta, y sin ese conocimiento, los neurólogos como Ubogu tienen dificultades para desarrollar tratamientos específicos para los 20 a 30 millones de pacientes de EE. UU., Y cientos de millones en todo el mundo, con enfermedad nerviosa periférica"Si no entendemos qué constituye esta puerta que permite que los materiales entren y salgan, y cómo funciona realmente la puerta, ¿cómo podemos encontrar tratamientos específicos cuando los nervios no funcionan?", Dijo Ubogu.
En una investigación publicada en Informes científicos , los colegas de Ubogu y UAB, por primera vez, describen el transcriptoma de estas células especializadas llamadas células endoteliales endoneuriales, encontrando 12,881 transcripciones de ARN que definen la barrera normal del nervio sanguíneo humano. Estos ARN mensajeros son las plantillas para la célulabloques de construcción, las proteínas que proporcionan estructura y función a la célula viva.
La investigación previa sobre la barrera del nervio sanguíneo tendió a observar solo uno o unos pocos componentes celulares a la vez. El transcriptoma revela cada componente activo en las células endoteliales endoneurales normales que forman la barrera del nervio sanguíneo humano.
"Es como si anteriormente hubiéramos trabajado antes con una pequeña linterna", dijo Ubogu, quien ha estudiado la barrera del nervio sanguíneo desde 2007. "Esta es una gran y reveladora luz. Por ejemplo, probablemente no sabía más de seiscomponentes de las uniones apretadas presentes en la barrera del nervio sanguíneo. Con este documento, se nos ocurrieron 133 componentes involucrados en uniones apretadas y adherentes. Esto es como un sueño hecho realidad ".
El conocimiento de la expresión normal de ARN y proteínas en las células endoteliales endoneuriales proporciona un plan esencial o una guía de referencia. Esta guía ayudará a los médicos e investigadores a comprender cómo se mantienen saludables los nervios periféricos y ayudará a los médicos y químicos médicos a determinar qué transportadores son activos en el endoneuroLas células endoteliales, para que puedan diseñar tratamientos farmacológicos que realmente puedan llegar a los nervios o evitar que causen daño tóxico a los nervios. La guía también puede dirigir la investigación traslacional en neuropatías periféricas al observar cómo los componentes pueden ser alterados o alterados durante una enfermedad o lesión, yayudar a desarrollar mejores tratamientos para el dolor crónico.
El estudio de Ubogu comenzó a partir de nervios surales humanos congelados normales conservados en el Laboratorio de Histopatología de Músculos y Nervios Shin J. Oh en la UAB. El nervio sural, que se encuentra en la región externa de la pantorrilla, se biopsia comúnmente como parte de ciertos exámenes de neuropatía periférica.
El equipo de la UAB aisló transcripciones de ARN de la barrera del nervio sanguíneo que formaban microvasos directamente del tejido del nervio sural congelado utilizando una técnica especializada llamada microdisección de captura con láser. Se recolectaron al menos 200 microvasos de dos mujeres y dos hombres adultos que tenían nervios normalesbiopsias. El equipo también aisló ARN de células endoteliales endoneuriales purificadas previamente aisladas de una mujer adulta y cultivadas en cultivo de tejidos. Aislaron ARN de tres pasajes, o temprano, y ocho, o tarde, para este estudio. La comparación temprana y tardíafue para asegurarse de que el ARN no cambiara en estas células debido al cultivo de tejidos.
El ARN de los microvasos endoneuriales y las células endoteliales fue secuenciado. Para los microvasos de las biopsias, denominado barrera in situ del nervio sanguíneo, las transcripciones debían estar de acuerdo con al menos tres de las cuatro fuentes. Para las células endoteliales endoneurales del cultivo de tejidos, denominadas barrera in vitro del nervio sanguíneo, las transcripciones tenían que coincidir en ambos pasajes. Los investigadores encontraron 12,881 transcripciones de ARN que eran comunes a la barrera in vitro e in vitro del nervio sanguíneo. Las células endoteliales endoneurales cultivadas en tejido actuaron como un control paracorrecto para la posible contaminación de la barrera nerviosa de la sangre in situ por células como pericitos y leucocitos presentes con microvasos durante la microdisección de captura con láser.
El transcriptoma se validó de dos maneras. Primero, se encontró que el transcriptoma incluía marcadores endoteliales vasculares previamente identificados, enzimas, receptores captadores, receptores mitógenos, transportadores de nutrientes, moléculas de adhesión celular, quimiocinas, adherentes y unión estrecha, y moléculas asociadas a la unión.En segundo lugar, los investigadores mostraron la expresión, según lo detectado por la inmunohistoquímica fluorescente indirecta, de proteínas específicas que fueron identificadas por este estudio en los microvasos endoneuriales del nervio sural de otra mujer adulta con una biopsia normal. Esto incluyó marcadores que habían sido y no habían sido previamente identificados enestas células endoteliales: 31 membranas celulares seleccionadas, receptor de quimiocinas, citoesqueleto, complejo de unión y proteínas secretadas.
Ubogu espera que una gran cantidad de trabajo de traducción se base en esta investigación.
El conocimiento de los componentes y reguladores del transporte de moléculas pequeñas y macromoleculares exclusivos de la barrera hematoencefálica humana puede ayudar al desarrollo de fármacos que pueden utilizar la variedad de transportadores de entrada, canales y componentes de transcitosis mediada por receptores para llegar a los nervios. Esto esimportante en el desarrollo de medicamentos efectivos para las neuropatías periféricas y el tratamiento del dolor neuropático crónico, una afección que afecta del 1 al 10 por ciento de las personas en todo el mundo. Esto es de vital importancia ya que el mundo trata la crisis de los opioides y busca mejores tratamientos, con menos efectos secundarios, paradolor crónico.
Conocer las moléculas relevantes para el crecimiento de los vasos sanguíneos y la formación de complejos de unión intercelular podría guiar las estrategias terapéuticas para reparar los nervios periféricos después de una lesión traumática. Este conocimiento también podría ayudar a restaurar y preservar la función nerviosa periférica en pacientes con neuropatías periféricas por otras razones, comocomo diabetes y cáncer.
Ubogu dice que el estudio proporciona información esencial sobre los posibles determinantes del tráfico de leucocitos durante la inmunovigilancia normal y las redes biológicas que pueden estar involucradas en las respuestas inmunes innatas y adaptativas del nervio periférico. Esto podría mejorar nuestra comprensión de cómo responde la barrera del nervio sanguíneo humanoa lesiones, infecciones virales o entrada microbiana del torrente sanguíneo a los nervios periféricos.
El trabajo también podría ayudarnos a comprender mejor la patogénesis y el tratamiento dirigido de los trastornos autoinmunes restringidos a los nervios periféricos como el síndrome de Guillain-Barré y la polirradiculoneuropatía desmielinizante inflamatoria crónica, dos afecciones que pueden conducir a la pérdida de productividad y la independencia económica, dolor crónico odiscapacidad.
"Los recursos únicos dentro de la división neuromuscular de la UAB y la colaboración con el Centro Heflin de Ciencia Genómica de la UAB fueron esenciales para este proyecto para descubrir el transcriptoma de la barrera hematoencefálica humana tan rápido y exhaustivamente como lo hicimos", dijo Ubogu.
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Materiales proporcionado por Universidad de Alabama en Birmingham . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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