Una ilustración que representa el trabajo del equipo. El mago simboliza la microglía que orquesta el proceso de regeneración cerebral en el telencéfalo de pez cebra adulto. Las granulinas, representadas por el bastón de mago, tienen el poder de eliminar los condensados de TDP-43 y las gotas de lípidos en la microglía y conducir a una regeneración cerebral exitosa. Crédito: Oliver Hoeller.
Los estudios que exploran los procesos neuronales involucrados en la regeneración celular son de crucial importancia, ya que podrían allanar el camino hacia el desarrollo de tratamientos más efectivos para muchas patologías asociadas con las mutaciones o el deterioro de las células. La microglía, las células inmunitarias residentes del cerebro, se activan en respuesta a patologías, lo que a veces provoca inflamación crónica y cicatrización del tejido.
Los mecanismos de regeneración celular regulan así la reactividad de diferentes células gliales, incluida la microglía, evitando daños mayores y promoviendo la recuperación. Si bien muchos estudios anteriores han explorado los procesos involucrados en la inflamación, muchas preguntas sobre cómo el cerebro puede recuperarse con éxito después de lesiones o patologías siguen sin respuesta.
Investigadores de LMU Munich, Helmholtz Zentrum Munich, Johannes Gutenberg-Universität (JGU) y otros institutos en Alemania han llevado a cabo recientemente un estudio sobre el pez cebra destinado a comprender mejor los procesos que sustentan la regeneración cerebral tanto en animales como en humanos. Sus hallazgos, publicados en Neurociencia de la naturalezareveló un estado microglial caracterizado por la acumulación de gotas de lípidos y TDP-43+una proteína de unión al ARN, que retrasó o impidió la regeneración cerebral posterior a la lesión.
“Nuestra lógica es comprender el proceso de regeneración en los sistemas modelo respaldados con reparación endógena y luego aplicar esta lógica en el sistema de los mamíferos, incluidos los humanos, para lograr una mejor regeneración”, dijo Jovica Ninkovic, una de las investigadoras que realizó el estudio. MedicalXpress. «Por lo tanto, nos propusimos explorar cómo el pez cebra inactiva oportunamente la microglía para prevenir la inflamación a largo plazo después de una lesión cerebral».
El objetivo general del trabajo reciente de Ninkovic y sus colegas fue identificar las vías neuronales involucradas en la regulación de la actividad microglial, que podrían ser el objetivo potencial de los medicamentos farmacológicos. Los investigadores utilizaron su comprensión de la biología del pez cebra para identificar posibles objetivos terapéuticos que también podrían aplicarse al cerebro de los mamíferos. En sus experimentos, esencialmente infligieron pequeñas heridas en el pez cebra y observaron cómo el cerebro regeneraba las áreas dañadas.
«Uno pronto se da cuenta de que un resultado experimental tan simple depende de una serie de procesos reguladores que incluso difieren de una célula a otra», explicó Ninkovic. «Usamos métodos sofisticados para analizar los cambios a nivel de una sola célula y seguir la reacción de las células individuales a la lesión. Solo usando este enfoque, logramos identificar la población microglial ‘peligrosa’ que debe eliminarse para lograr una regeneración adecuada. «
Los investigadores observaron un estado microglial después de lesiones traumáticas, caracterizado por la acumulación de gotas de lípidos y proteína 43 de unión al ADN TAR (TDP-43). Para validar la hipótesis de que este estado obstaculizaba la regeneración, manipularon experimentalmente los cerebros del pez cebra para lograr una duración diferente de la reactividad microglial y la acumulación de TDP-43.
En última instancia, esto les permitió identificar vías que regulan la reactividad de la microglía y, por lo tanto, promueven la regeneración cerebral. Específicamente, encontraron que Granulin, una proteína conocida por regular el crecimiento y la supervivencia celular, mediaba en la eliminación de gotas de lípidos y TDP-43.+ condensados. Como resultado de este proceso, la microglía volvió a su estado basal y el tejido lesionado del pez cebra se regeneró sin dejar cicatrices.
Los investigadores ya han tratado de evaluar hasta qué punto sus hallazgos podrían generalizarse a los humanos, utilizando tejido humano post-mortem. En el futuro, su trabajo podría allanar el camino hacia el desarrollo de nuevos fármacos farmacológicos que promuevan la regeneración de tejidos, lo que podría ser valioso para el tratamiento de diversas patologías.
«Creo que la identificación de la vía a la que se dirige el fármaco que debe activarse para prevenir la neuroinflamación duradera es muy emocionante, porque la neuroinflamación no solo surge después de una lesión, sino también en otras patologías y procesos, incluida la neurodegeneración, el accidente cerebrovascular y el cerebro. cánceres», agregó Ninkovic. «Será extremadamente interesante ver hasta qué punto los mecanismos que encontramos son aplicables a estas condiciones. Una pantalla para moléculas pequeñas que resuelvan los agregados de TDP-43 en la microglía será el próximo paso lógico en nuestro trabajo».
Alessandro Zambusi et al, los condensados de TDP-43 y las gotas de lípidos regulan la reactividad de la microglía y la regeneración después de una lesión cerebral traumática, Neurociencia de la naturaleza (2022). DOI: 10.1038/s41593-022-01199-y
© 2022 Ciencia X Red
Citación: Un estudio revela una vía neural que promueve la regeneración después de lesiones traumáticas (20 de diciembre de 2022) consultado el 20 de diciembre de 2022 en https://medicalxpress.com/news/2022-12-unveils-neural-pathway-regeneration-trauma.html
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