Un estudio revela la función de una sinapsis cerebral poco conocida

Una nueva investigación de la Universidad de Ciencias y Salud de Oregón revela por primera vez la función de una unión poco conocida entre las células del cerebro, que puede tener importantes implicaciones terapéuticas para afecciones que van desde la esclerosis múltiple hasta la enfermedad de Alzheimer, un tipo de cáncer cerebral conocido como Cáncer de cerebro. Glioma.

El estudio fue publicado Neurociencia de la naturaleza.

Los neurocientíficos se centraron en la unión, o sinapsis, que conecta las neuronas con células no neuronales llamadas células precursoras de oligodendrocitos u OPC. Las OPC pueden diferenciarse en oligodendrocitos, que producen una vaina alrededor de los nervios llamada mielina. La mielina es la vaina protectora que cubre el axón de cada célula nerviosa, la parte de la célula en forma de hilo que transmite señales eléctricas entre las células.

El estudio encontró que estas sinapsis desempeñan un papel importante en la producción de mielina.

«Esta es la primera investigación de estas sinapsis en tejido vivo», dijo la autora principal Kelly Monk, Ph.D., profesora y codirectora del Instituto Volum de OHSU. «Esto nos da una comprensión de las propiedades básicas y fundamentales de cómo funcionan estas células en el desarrollo normal. En el futuro, podremos ver cómo funcionan de manera diferente en el contexto de los pacientes con EM».

La existencia de estas sinapsis es el tema de un descubrimiento histórico realizado por investigadores de OHSU publicado en la revista Vollum. la naturaleza En mayo de 2000. Hasta entonces, se sabía que las sinapsis en el cerebro solo transportaban neurotransmisores entre neuronas, por lo que el descubrimiento de la sinapsis entre neuronas y OPC fue una revelación.

«Después de dos décadas, todavía no sabemos qué hacen estas sinapsis», afirmó Monk.

Los científicos abordaron el problema utilizando imágenes unicelulares de tejido vivo del pez cebra, cuyos cuerpos transparentes permiten a los investigadores ver el funcionamiento interno de su sistema nervioso central en tiempo real. Utilizando nuevas y poderosas herramientas en imágenes, farmacología y edición de genes, los investigadores pudieron utilizar sinapsis entre neuronas y OPC para predecir el momento y la ubicación de la formación de mielina.

Los hallazgos son la punta del iceberg en términos de comprensión de la importancia de estas sinapsis, dijo el autor principal Jiaxing Li, PhD, becario postdoctoral en el laboratorio de Monk.

Las células precursoras de oligodendrocitos comprenden aproximadamente el 5% de todas las células del cerebro, lo que significa que las sinapsis que forman con las neuronas pueden estar relacionadas con muchas enfermedades, incluida la formación de tumores cancerosos.

Li señaló que estudios anteriores han sugerido un papel de las OPC en una variedad de afecciones neurodegenerativas, incluidos trastornos desmielinizantes como la EM, enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer y trastornos psiquiátricos como la esquizofrenia.

Al demostrar la función fundamental de la sinapsis entre las neuronas y las OPC, el estudio puede conducir a nuevas formas de controlar la función de las OPC para alterar la progresión de la enfermedad, dijo Li. Por ejemplo, estas sinapsis pueden ser clave para promover la remielinización en afecciones como la EM, donde la mielina está agotada. En la EM, esta degeneración puede ralentizar o bloquear las señales eléctricas que las personas necesitan para ver, mover los músculos, sentir sensaciones y pensar.

«Puede haber una manera de intervenir para aumentar la vaina de mielina», dijo.

Monk dijo que el descubrimiento fue inmediatamente relevante para el cáncer.

«En el glioma, estas sinapsis son secuestradas para impulsar la progresión del tumor», dijo. «Quizás sea posible modificar la entrada sináptica implicada en la formación de tumores, al mismo tiempo que se permite la señalización sináptica normal».

Aunque estas células precursoras comprenden aproximadamente el 5% de todas las células cerebrales humanas, sólo una fracción forma oligodendrocitos.

«Cada vez está más claro que estas OPC tienen funciones distintas a la de formar oligodendrocitos», dijo Monk. «Desde una perspectiva evolutiva, estas células precursoras del cerebro no tienen sentido si no hacen algo».

Su conexión sináptica con las neuronas juega un papel fundamental en el cerebro y es digna de exploración futura, dijo.

Junto con Monk y Li, los coautores son Tania Miramontes de OHSU y Tim Zopka, Ph.D., del Centro de Ciencias Clínicas del Cerebro de la Universidad de Edimburgo, Reino Unido.