Astrocitos en cultivo celular (proteína marcadora GFAP en azul), que aumentan la producción de la proteína drebrina (magenta) en respuesta a una lesión. El citoesqueleto de actina se muestra en verde. Fotografía: Kai Murk/Charit
Cuando el cerebro sufre una lesión o infección, las células gliales que rodean el sitio afectado actúan para preservar las células nerviosas sensibles del cerebro y evitar un daño excesivo. Un equipo de investigadores de Charit – Universittsmedizin Berlin ha podido demostrar el importante papel que juega la reorganización de los elementos estructurales y de membrana de las células gliales. Los hallazgos de los investigadores, que se publicaron en Nature Communications, arrojan luz sobre un nuevo mecanismo neuroprotector que el cerebro podría usar para controlar activamente el daño que sigue a una lesión o enfermedad neurológica.
El sistema nervioso carece de la capacidad de regenerar las células nerviosas y, por lo tanto, es especialmente vulnerable a las lesiones. Después de una lesión o infección cerebral, varias células tienen que trabajar juntas de manera coordinada para limitar el daño y permitir la recuperación. Los ‘astrocitos’, el tipo más común de célula glial que se encuentra en el sistema nervioso central, juegan un papel clave en la protección de los tejidos circundantes. Forman parte de un mecanismo de defensa conocido como ‘astrogliosis reactiva’, que facilita la formación de cicatrices, lo que ayuda a contener la inflamación y controlar el daño tisular. Los astrocitos también pueden garantizar la supervivencia de las células nerviosas ubicadas inmediatamente adyacentes a un sitio de lesión tisular, preservando así la función de las redes neuronales. Los investigadores pudieron dilucidar un nuevo mecanismo que explica qué procesos ocurren dentro de los astrocitos y cómo se coordinan.
«Pudimos demostrar por primera vez que la proteína ‘drebrin’ controla la astrogliosis». dice la líder del estudio, la Prof. Dra. Britta Eickholt, directora del Instituto de Bioquímica y Biología Molecular de Charit. «Los astrocitos necesitan drebrina para formar cicatrices y proteger el tejido circundante». Al desactivar la producción de drebrina dentro de los astrocitos, los investigadores pudieron estudiar su papel en la lesión cerebral en un modelo animal. Utilizaron microscopía electrónica y microscopía óptica de alta resolución para investigar los cambios celulares en el cerebro, además de realizar investigaciones en tiempo real utilizando astrocitos aislados en cultivo celular. «La pérdida de drebrina da como resultado la supresión de la activación normal de los astrocitos», explica el Prof. Eickholt. Ella agrega: «En lugar de participar en reacciones defensivas, estos astrocitos sufren una pérdida completa de función y abandonan su identidad celular». Sin la formación de una cicatriz protectora, las lesiones normalmente inofensivas se extenderán y morirán cada vez más células nerviosas.
Para permitir la formación de una cicatriz, la drebrina controla la reorganización del citoesqueleto de actina, un andamio interno responsable de mantener la estabilidad mecánica de los astrocitos. . Al hacerlo, drebrin también induce la formación de estructuras de membranas cilíndricas largas conocidas como endosomas tubulares, que se utilizan en la captación, clasificación y redistribución de los receptores de superficie y son necesarios para las medidas defensivas de los astrocitos. Resumiendo los hallazgos de los investigadores, el profesor Eickholt dice: «Nuestros hallazgos también muestran cómo drebrin utiliza el citoesqueleto dinámico y versátil, así como las estructuras de membrana para controlar las funciones de los astrocitos, que son fundamentales para el mecanismo de defensa contra las lesiones». Ella continúa: «En particular, los túbulos de membrana que se forman durante este proceso no se han descrito previamente de esta manera, ni en astrocitos cultivados ni en el cerebro».
«El papel de Drebrin como regulador del citoesqueleto sugiere que puede ser un factor de riesgo de resultados graves tanto en trastornos neurológicos como de otro tipo, porque la pérdida de la proteína puede producir cambios similares en los astrocitos», dice el Prof. Eickholt. Y agrega: «También es posible que las personas con defectos en el gen drebrin comparables a los del modelo animal puedan permanecer sin síntomas hasta que se produzcan desencadenantes como estrés celular, toxinas ambientales o enfermedades». Se espera que las investigaciones que involucren muestras de pacientes aclaren hasta qué punto la drebrina también desempeña un papel en los trastornos cerebrales degenerativos, como la enfermedad de Alzheimer.
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El subconjunto de células cerebrales recientemente descubierto combate la inflamación con instrucciones del intestino Más información: Juliane Schiweck et al, Drebrin controla la formación de cicatrices y la reactividad de los astrocitos tras una lesión cerebral traumática mediante la regulación tráfico de membranas, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-21662-x Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por Charit – Universittsmedizin Berlin Cita: Formación controlada de cicatrices en el cerebro (2021 , 26 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-scar-formation-brain.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.