Las enfermedades por priones son afecciones neurodegenerativas fatales e incurables de humanos y animales. Sin embargo, la forma en que los priones matan las células nerviosas o neuronas sigue sin estar clara. Un estudio publicado el 26 de mayo de 2016 en PLOS Patógenos describe un sistema para estudiar el asalto temprano de priones en las células cerebrales del huésped infectado.
Algunos de los cambios más tempranos y potencialmente más críticos en cerebros infectados con priones ocurren en las conexiones sinapsis entre las neuronas, y específicamente en las llamadas espinas dendríticas. Las espinas dendríticas son protuberancias en las ramas postsinápticas de una neurona que recibeseñales de otras neuronas. Sin embargo, hasta la fecha no ha habido un sistema modelo experimentalmente manejable en el que los cambios degenerativos tempranos causados por los priones puedan estudiarse en el cultivo celular.
David Harris, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Boston, EE. UU., Y sus colegas han argumentado que la disponibilidad de un sistema de cultivo neuronal susceptible a los efectos tóxicos de los priones es crucial para comprender los mecanismos subyacentes y para identificar potencialmente los fármacos que bloquean la neurodegeneración.En este estudio, informan sobre dicho sistema, que reproduce la neurotoxicidad aguda por priones a través de la degeneración de las espinas dendríticas en neuronas del hipocampo cultivadas.
Los investigadores comenzaron cultivando neuronas aisladas del hipocampo una región del cerebro involucrada en el aprendizaje y la memoria de los ratones. Estas neuronas pueden mantenerse en cultivo durante tres semanas, durante las cuales desarrollan dendritas maduras tachonadas de espinas, que contienen químicosreceptores que reciben señales de neuronas vecinas.
Cuando las neuronas cultivadas se expusieron a extractos cerebrales de ratones con enfermedad priónica que se sabe que contienen grandes cantidades de priones infecciosos, mostraron cambios rápidos y dramáticos: en cuestión de horas, hubo una retracción severa de las espinas, reduciendo su densidad generaly el tamaño de los restantes. Estos cambios en las espinas se produjeron sin la destrucción a gran escala de las neuronas, lo que sugiere que representaban eventos muy tempranos que afectarían el funcionamiento de las neuronas antes de su muerte real. Cuando los investigadores utilizaron tres tipos diferentesde preparaciones purificadas de priones, vieron una retracción similar de la columna dendrítica en los cultivos.
Se sabe que el desarrollo de la enfermedad por priones implica una alteración de la proteína priónica celular normal designada PrPC, de modo que asume una forma anormal designada PrPSc. La PrPSc resultante es tóxica para las neuronas y puede propagarse.infección al corromper la forma de moléculas adicionales de PrPC en una especie de reacción en cadena.
Para probar si los efectos de PrPSc en sus cultivos celulares dependían de la PrPC normal de las neuronas, los investigadores generaron cultivos de neuronas del hipocampo a partir de ratones que fueron modificados genéticamente para carecer de PrPC. Estos cultivos, descubrieron, eran resistentes a la exposición a priones tóxicos, es decir, no mostraron ninguno de los cambios en las espinas dendríticas observadas en neuronas de ratones normales que contienen PrPC.
Finalmente, los investigadores probaron neuronas de ratones transgénicos que expresaban moléculas de PrPC mutantes a las que les faltaba una región específica que se cree que interactúan con priones tóxicos. Y de hecho, los investigadores descubrieron que estas neuronas, al igual que las neuronas sin ningún PrPC, eraninmune a la toxicidad por priones.
Los investigadores resumen sus resultados de la siguiente manera: "Describimos un nuevo sistema que es capaz de reproducir la neurotoxicidad aguda por priones, basado en la degeneración inducida por PrPSc de las espinas dendríticas en las neuronas del hipocampo cultivadas".en los mecanismos responsables de la neurotoxicidad por priones, y proporciona una plataforma para probar posibles agentes terapéuticos ".
Debido a que "la pérdida de la columna dendrítica es un tema común en muchas afecciones neurodegenerativas, incluidas las enfermedades de Alzheimer, Huntington y Parkinson, y se ha sugerido que contribuye a los síntomas clínicos en los pacientes", los investigadores también sugieren que su sistema permite "comparaciones directasentre los mecanismos patogénicos implicados en las enfermedades por priones y otros trastornos neurodegenerativos "
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Materiales proporcionados por PLOS . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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