Biólogos de la University of California, en San Diego, han identificado más de 70 genes los cuales juegan un papel en la regeneración de los nervios tras una lesión, proporcionando a los investigadores biomédicos un valioso conjunto de vías genéticas para usar en el desarrollo de terapias para reparar lesiones de la médula espinal y otros tipos comunes de daño en los nervios, como son los accidentes cerebrovasculares.
En un número recientemente publicado de la revista Neuron, los científicos han detallado sus descubrimientos tras una investigación exhaustiva de dos años de duración, en los que se analizaron un total de 654 genes que se sospechaba que eran responsables del crecimiento de los axones, una extensión de la propia neurona que transmite el impulso eléctrico a otras neuronas. Mediante su estudio genético a larga escala, los investigadores identificaron 70 genes que promueven el crecimiento axónico tras una lesión, y otros 6 genes que reprimen que el axón vuelva a crecer.
“No sabemos mucho sobre cómo los axones vuelven a crecer después de haberse dañado”, dijo Andrew Chisholm, profesor de biología en la University of California, en San Diego. “Cuando se sufre una lesión en la médula espinal ó cuando se sufre un derrame cerebral, se está causando mucho daño a los axones. En el cerebro y en la médula espinal la regeneración es muy ineficiente. Esta es la razón de por qué las lesiones de la médula espinal básicamente no son tratables”.
Chisholm y Yishi Jin, quien es también profesor en la UC San diego e investigador del HHMI, dirigieron el equipo de colaboración en investigación, el cual también incluyó investigadores de la University of Oregon.
Mientras los científicos en las últimas décadas han desarrollado una buena comprensión de cómo las neuronas desarrollan sus conexiones en el embrión en desarrollo, muy poco se sabe de cómo los humanos y los animales adultos las reparan, o cómo no las reparan, las conexiones cuando los axones están dañados.
“Hay muchos procesos que no participan en el desarrollo temprano, los cuales participan en el cambio de las neuronas a su modo de volver a crecer”, dijo Chisholm. “En esencia, lo que hemos encontrado son genes de los que la gente previamente no había sospechado de que formaban parte de este proceso”.
El interés particular de los biólogos de la UC San diego son los seis genes que reprimen la regeneración axonal.
“El descubrimiento de estos inhibidores probablemente sea el descubrimiento más emocionante”, dijo Chisholm, porque al identificar y eliminar los factores inhibidores de la regeneración axonal, podría ser tan importante como las vías bioquímicas que promueven la regeneración axonal para reparar lesiones en la médula espinal y otros tipos de daños nerviosos.
Los científicos también se descubrieron al enterarse de que algunos de los genes que están implicados en regeneración axonal, se conocía que estos tenían otras funciones, tales como la regulación de la liberación de neurotransmisores.
“Esto fue en gran parte algo inesperado. Estos genes nunca habían estado implicados antes en regeneración axonal”, dijo Chisholm.
Para encontrar estos 76 genes, los investigadores realizaron experimentos muy esmerados en más de 10000 gusanos de laboratorio, denominados Caneorhabditis elegans. El primer paso fue el desarrollo de mutantes genéticos para cada uno de los 654 genes que se sospecha que juegan un papel fundamental en la regulación de la regeneración axonal en gusanos, moscas de la fruta y en ratones. A continuación, se marcaron las neuronas del gusano con la proteína fluorescente verde y, con un preciso láser quirúrgico, se dañó un axón específico.
“El objetivo era estudiar este proceos en su forma más simple”, dijo Chisholm. “Dado que estos animales son trasparentes, podemos ver los axones que expresan la proteína fluorescente verde”.
Al examinar la regeneración, ó la falta de regeneración, de los axones dañados 24 horas después, los científicos fueron capaces de determinar cuál de estos 654 genes es realmente importante en la regeneración de los axones.
Chisholm dijo que mientras que los 76 genes identificados se cree que tienen funciones similares en los mamíferos, como en los gusanos, porque sus funciones están conservadas en los organismos a y través de la evolución. Él y su equipo de investigación están ahora colaborando con otros investigadores para llevar a cabo experimentos en ratones con el objetivo de verifica esta conexión y determinar cuáles de estos genes son los más importantes.
“Los gusanos son claramente diferentes de los mamíferos”, añadió. “Pero habrá un conjunto de moléculas conservadas que realicen el mismo trabajo”.
Este proyecto de investigación está subvencionado por becas del National Institutes of Health y del Howard Hughes Medical Institute.
No hay comentarios:
Publicar un comentario