Científicos identifican el gen asociado a la regeneración nerviosa
Autor: Enrico De Lazaro FUENTE
Un gen asociado con la regeneración de células nerviosas dañadas ha
sido identificado por un equipo de investigadores liderado por Melissa
Rolls de la Universidad Penn State.
El equipo ha encontrado que una mutación en un único gen puede apagar
completamente el proceso por el cual los axones -las partes de la
célula nerviosa que son responsables de enviar señales a otras células-
vuelven a crecer después de haber sido cortados o dañados.
“Tenemos la esperanza de que este descubrimiento abra la puerta a
una nueva investigación relacionada con la médula espinal y otros
trastornos neurológicos en los seres humanos”, dijo Rolls, quien es co-autora de un artículo publicado online en la revista Cell Reports .
“Los axones, que forman haces largos que se extienden fuera
de las células del nervio, en teoría, sobreviven durante toda la vida de
un animal. Para ello, las células nerviosas han de ser flexibles y, en
caso de lesión o simple desgaste, en ocasiones se puede reparar el daño
por el crecimiento de axones nuevos “, explicó la profesora Rolls.
Estudios previos habían sugerido que el hecho de que los microtúbulos
intracelulares -las “autopistas” dónde los bloques de construcción
básicos son transportados- tengan que ser reconstruidos era un paso
importante en este tipo de reparación.
“En muchos sentidos, esta idea tiene sentido: para hacer crecer
una nueva parte de un nervio, las materias primas son necesarias, y los
microtúbulos se necesitan para llevar los nuevos materiales al sitio de
crecimiento”, asevera Rolls .
El equipo por lo tanto, comenzó a investigar el papel de las
proteínas de remodelación de los microtúbulos en la regeneración axonal
después de una lesión. En particular, se concentraron en un conjunto de
proteínas que separan los microtúbulos en trozos pequeños. De este
conjunto, una proteína llamada espastina se ha convertido en un jugador
clave en la regeneración del axón.
“El hecho de que la proteína espastina juegue un papel crítico en
la regeneración es particularmente interesante porque, en los seres
humanos, está codificada por un gen llamado SPG4″, prosigue Rolls. ”Cuando
una copia de este gen se altera, las personas afectadas desarrollan
paraplejía espástica hereditaria (HSP), que se caracteriza por la
progresiva debilidad de los miembros inferiores y la espasticidad a
medida que los axones motores en la médula espinal se degeneran. Por lo
tanto, la identificación de una nueva función neuronal para la espastina
nos puede ayudar a entender esta enfermedad “.
Para estudiar el papel de la espastina, el equipo optó por la mosca de la fruta como organismo modelo.
“A nivel molecular, muchos de los procesos asociados con el
crecimiento de las células nerviosas y la regeneración son los mismos en
seres humanos y en moscas de la fruta. Y, como el resto de animales,
incluyendo a los seres humanos, las moscas de la fruta tienen dos copias
de cada gen -uno de cada padre- y combinaciones tan diferentes de cada
gen puede dar lugar a diferentes rasgos observables”.
Los miembros del equipo criaron tres grupos genéticamente distintos
de moscas de la fruta en el laboratorio para observar cómo las
diferentes combinaciones de genes espastina podrían afectar al
comportamiento de las células nerviosas después de una lesión. El primer
grupo de moscas tenían dos copias normales del gen, y el segundo tenía
una copia normal y una copia mutada, mientras que la tercera tenía dos
copias mutadas. Luego, en los tres grupos, los científicos cortaron los
axones de las neuronas de las moscas y observaron el proceso de
regeneración.
“En moscas de la fruta con dos copias normales del gen, se
observó que los axones cortados se reensamblaban. Este proceso se supone
que tendrá lugar si la mosca ha de sanar de traumas nerviosos generados
a lo largo de una vida, como por ejemplo fruto del desgaste. Pero,
curiosamente, en los otros dos grupos – moscas de la fruta con uno o dos
genes anormales de espastina – simplemente no había rebrote, lo que
indica que es un problema dominante”.
Los científicos también encontraron que una alteración genética en la
espastina afectaba sólo a cómo los axones volvían a crecer después de
haber sido cortados. Es decir, el gen no parece jugar un papel en la
etapa de desarrollo cuando los axones se habrían reunido por primera
vez. Además, los investigadores encontraron que, mientras que el gen
afectaba a los axones de las moscas, sus dendritas -la parte de la
neurona que recibe información de otras células y del resto del mundo-
continuaban funcionando normalmente y se reparaban.
“Ahora que sabemos que la espastina juega un papel importante en
la regeneración del axón y también que este es un gen dominante, hemos
abierto un camino posible hacia el estudio de las enfermedades humanas
relacionadas con el deterioro de las células nerviosas”, dijo Rolls. ”De
hecho, nuestro siguiente paso es investigar la relación entre la
paraplejía espástica hereditaria (HSP) y la regeneración axonal.”
“El gen SPG4 que codifica la espastina en humanos es sólo uno de
los genes de enfermedades asociadas con HSP, por lo que ahora se están
probando si otros genes de enfermedades también juegan un papel en la
regeneración de las células nerviosas”.
Enlace original: Scientists identify gene required for nerve regeneration
