Veinte millones de estadounidenses sufren lesiones en los nervios periféricos, que pueden ser causadas por traumas como heridas de combate y choques de motocicletas, así como por trastornos médicos, incluida la diabetes. Estas lesiones pueden tener un impacto devastador en la calidad de vida y provocar la pérdida de sensibilidad.función motora y dolor nervioso de larga duración. El cuerpo es capaz de regenerar los nervios dañados, pero este proceso es lento e incompleto.
Ahora, los investigadores del Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research en UCLA han descubierto un proceso molecular que controla la velocidad a la que los nervios crecen tanto durante el desarrollo embrionario como durante la recuperación de una lesión a lo largo de la vida.
El estudio, dirigido por la autora principal Samantha Butler y publicado en Revista de neurociencia , utilizó experimentos con ratones para demostrar que es posible acelerar el crecimiento de los nervios periféricos mediante la manipulación de este proceso molecular. El hallazgo podría informar el desarrollo de terapias que reducen el tiempo que tardan las personas en recuperarse de las lesiones nerviosas.
El sistema nervioso del cuerpo humano se compone de dos componentes: el sistema nervioso central, que incluye el cerebro y la médula espinal; y el sistema nervioso periférico, que abarca todos los demás nervios del cuerpo. Los nervios periféricos se extienden a grandes distancias para conectar las extremidades, glándulas y órganos al cerebro y la médula espinal, enviando señales que controlan el movimiento a través de las neuronas motoras y transmitiendo información como el dolor, el tacto y la temperatura a través de las neuronas sensoriales.
A diferencia de los nervios del cerebro y la médula espinal, que están protegidos por el cráneo y las vértebras, los nervios del sistema nervioso periférico no tienen tal protección, lo que los hace vulnerables a las lesiones. Mientras que el cuerpo tiene un mecanismo para ayudar a restablecer los nervios periféricosconexiones después de una lesión, este proceso es lento; los nervios dañados vuelven a crecer a una tasa promedio de solo un milímetro por día.
El ritmo glacial de esta recuperación puede tener un costo tremendo en la vida de las personas, ya que es posible que tengan que vivir con problemas de movimiento y sensibilidad durante muchos meses o años.
"Las personas con lesiones graves de los nervios periféricos a menudo pierden la sensibilidad, lo que las hace susceptibles a sufrir más lesiones, y pierden la movilidad, lo que puede provocar atrofia muscular", dijo Butler, quien ocupa la cátedra Eleanor I. Leslie en Investigación cerebral pionera enel departamento de neurobiología de la Facultad de Medicina David Geffen de UCLA. "El proceso de regeneración de los nervios puede ser extremadamente doloroso y si los músculos se han atrofiado, requiere mucha fisioterapia para recuperar la función. Mi laboratorio busca métodos para acelerar este proceso de curación".
En un estudio de 2010 en ratones, Butler y sus colegas descubrieron que podían controlar la velocidad a la que crecen los nervios en la médula espinal durante el desarrollo embrionario manipulando la actividad de un gen llamado quinasa de dominio LIM 1, o Limk1. Limk1 controla la velocidaddel crecimiento nervioso mediante la regulación de la actividad de una proteína llamada cofilina. La cofilina desempeña un papel clave en un proceso conocido como polimerización de actina, o "caminadora", que permite que los nervios extiendan proyecciones en forma de hilos a largas distancias para formar redes neuronales.
El nuevo artículo de Butler se basa en estos hallazgos al mostrar que Limk1 y cofilin también controlan la tasa de crecimiento de los nervios periféricos durante el desarrollo y la regeneración.
"Descubrimos que una de las primeras cosas que hace un nervio después de una lesión es activar todas estas moléculas de desarrollo temprano que controlaban cómo crecía en primer lugar", dijo Butler, que es miembro del Centro de Investigación de Células Madre Amplias de UCLA. "Es algo similar a cómo un adulto en crisis podría acercarse a sus amigos de la infancia para renovarse".
En pruebas preclínicas que utilizaron modelos de ratones con lesiones en los nervios periféricos, el laboratorio de Butler demostró que este proceso molecular puede manipularse para hacer que los nervios crezcan más rápido. Específicamente, encontraron que los ratones que fueron modificados genéticamente para eliminar el gen Limk1 exhibían un 15%aumento de la velocidad de regeneración del nervio después de una lesión.
"Esta es una mejora modesta para un ratón, pero que podría traducirse en una mejora importante para un ser humano porque nuestros nervios tienen mucho más para crecer", dijo Butler, quien señaló que los nervios vuelven a crecer al mismo ritmo tanto en ratones como enhumanos.
Este aumento de la tasa de regeneración de los nervios resultó en una recuperación más rápida de las funciones motoras y sensoriales, medida por la rapidez con que los ratones lesionados recuperaron la capacidad de caminar y la sensación en sus patas. Esto es significativo porque la función sensorial puede tardar más que la función motorarecuperarse después de una lesión traumática, pero la función sensorial es fundamental para la calidad de vida.
Como siguiente paso, Butler y su laboratorio están usando neuronas motoras derivadas de células madre humanas para detectar fármacos candidatos que podrían modificar este proceso molecular y acelerar la regeneración nerviosa en humanos. También están ampliando el alcance de su estudio al examinar siagregar más cofilina, en lugar de inhibir Limk1, podría ser aún más efectivo para acelerar la recuperación de las lesiones de los nervios periféricos.
El modelo de tratamiento experimental descrito anteriormente se usó solo en pruebas preclínicas y no ha sido probado en humanos ni aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos como seguro y eficaz para su uso en humanos.
La financiación para este estudio fue proporcionada por los Institutos Nacionales de Salud, la Fundación Craig H. Neilsen, la Fundación de la Familia Merkin y el Programa de Premios de Investigación del Centro de Investigación de Células Madre Amplias de UCLA, con el apoyo de la Fundación Jean Perkins.
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Materiales proporcionados por Universidad de California - Ciencias de la salud de Los Ángeles . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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