Cómo las neuronas motoras se desarrollan en subtipos que activan diferentes músculos

Las neuronas motoras juegan un papel vital en el movimiento, conectando el sistema nervioso central con diferentes músculos del cuerpo.

Como tal, los científicos están muy interesados ​​en comprender los mecanismos biológicos que controlan cómo se forman estas neuronas.

El 17 de febrero en Comunicaciones de la naturaleza, los investigadores informan de un emocionante avance en este campo. Han descubierto nuevos detalles sobre el proceso a través del cual las neuronas motoras se desarrollan en subtipos que conectan la médula espinal con diferentes músculos objetivo y ayudan a controlar diferentes partes del cuerpo.

Dirigida por biólogos de la Universidad de Buffalo, la investigación concluye que un gen llamado Kdm6b ayuda a controlar el destino de las neuronas motoras. El estudio, que se completó en ratones, encuentra que Kdm6b:

• Alienta a las neuronas motoras a desarrollarse en subtipos que se encuentran en la columna motora medial. Estas neuronas se dirigen a los músculos axiales dorsales.
• Alienta a las neuronas motoras a desarrollarse en subtipos que se encuentran en la columna motora hipaxial. Estas neuronas se dirigen a los músculos intercostales y abdominales.
• Evita que las neuronas motoras se desarrollen en subtipos que se encuentran en la columna motora lateral. Estas neuronas se dirigen a los músculos ventrales y dorsales de las extremidades.
• Evita que las neuronas motoras se desarrollen en subtipos que se encuentran en las identidades de la columna motora preganglionar. Estas neuronas se dirigen a los ganglios simpáticos, que controlan los órganos internos, como el corazón.

El estudio también informa que Kdm6b trabaja en cooperación con un complejo de proteínas llamado Isl1-Lhx3 para influir en la forma en que se diversifican las neuronas motoras.

«Durante el desarrollo temprano, los humanos generan células nerviosas que se conectan con los músculos y controlan la actividad muscular», dice el biólogo de la UB Soo-Kyung Lee, autor principal del estudio. «La formación de estas células nerviosas en el momento y lugar correctos es fundamental para la supervivencia y el control del movimiento de los humanos. Nuestro estudio en ratones reveló cómo estas células nerviosas adquieren su identidad especializada. Nuestro estudio podría informar estrategias para generar células nerviosas especializadas y tratar el motor. trastornos del sistema y lesiones de la médula espinal».

Lee, Ph.D., es Empire Innovation Professor y Om P. Bahl Endowed Professor en el Departamento de Ciencias Biológicas de la Facultad de Artes y Ciencias de la UB.

Jae W. Lee, Ph.D., profesor de ciencias biológicas de la UB, también es coautor del nuevo artículo en Comunicaciones de la naturalezay los primeros autores del estudio son dos exinvestigadores postdoctorales del laboratorio de Lee: Wenxian Wang, Ph.D., que trabajó con los Lees en la UB, y Hyeyoung Cho, Ph.D., que trabajó con los Lees en la Universidad de Ciencias y Salud de Oregón .

«Una de las preguntas más fundamentales, pero un tema poco comprendido en neurociencia, es cómo una sola población neuronal se diversifica en subtipos con distintos objetivos sinápticos», dice Jae W. Lee. «Nuestro artículo proporciona una visión crucial de este importante tema, lo que hace una contribución importante para comprender cómo las neuronas motoras se desarrollan aún más en diferentes grupos columnares».