Los científicos del Instituto Vollum en OHSU han identificado una enzima que desempeña un papel crucial en la degeneración de los axones, las porciones filiformes de una célula nerviosa que transmiten señales dentro del sistema nervioso. La pérdida de axones ocurre en todas las enfermedades neurodegenerativas, por lo que este descubrimientopodría abrir nuevas vías para tratar o prevenir una amplia gama de enfermedades cerebrales.
El equipo de investigación descubrió un nuevo papel de la enzima Axundead - o Axed - en la promoción de la autodestrucción de los axones. Descubrieron que cuando la función Axed estaba bloqueada, los axones lesionados no solo mantenían su integridad sino que seguían siendo capaces de transmitir señalesdentro del complejo circuito del cerebro durante semanas. Su investigación fue publicada el 5 de julio en la revista neurona .
"Si se dirige a esta vía, tiene una muy buena oportunidad de preservar los aspectos funcionales de las neuronas después de una variedad de tipos de traumatismos o lesiones", dijo el autor principal Marc Freeman, Ph.D., director del Instituto Vollum enOHSU: "Es un objetivo terapéutico muy atractivo".
Freeman realizó el trabajo en el Departamento de Neurobiología de la Facultad de Medicina de la Universidad de Massachusetts. Desde entonces, ha sido reclutado para dirigir el Instituto Vollum, que realiza investigaciones básicas de vanguardia sobre cómo funciona el sistema nervioso a nivel molecular.
Axones seccionadores, o axotomía, es una forma simple de estudiar la base molecular de la neurodegeneración, ya que conduce a la activación de la degeneración axonal explosiva. En el laboratorio, los investigadores que usan esta técnica pueden identificar genes pro-degenerativos con gran especificidad, especialmente cuandoutilizando enfoques genéticos sofisticados en la mosca de la fruta Drosophila, el principal organismo modelo de investigación de Freeman. Drosophila comparte estas mismas vías con los humanos. El trabajo previo del laboratorio de Freeman identificó otra enzima, un gen llamado SARM, que fue el primero en activar un proceso que causa axonesdesintegrarse cuando está dañado.
En el estudio actual, Freeman y sus colegas identificaron a Axed, mostraron que funciona corriente abajo del SARM para ejecutar la degeneración axonal y, sorprendentemente, que la protección que ofrece el bloqueo de Axed fue incluso más fuerte que el SARM.
"Realmente no había nada que pudiéramos hacer para matar axones donde la función Axed estaba bloqueada", dijo Freeman.
Desde una perspectiva evolutiva, Freeman dijo que el SARM y la función Axed probablemente son importantes en el sistema nervioso periférico después de la lesión porque la muerte axonal programada permite el empaquetamiento eficiente de materiales celulares dañados para su eliminación por las células inmunes. Este proceso despeja el camino para nuevas neuronasprocesos para volver a crecer, reinervar tejidos y recuperar la función.
Desde una perspectiva terapéutica, el objetivo del trabajo es comprender a nivel molecular cómo se degeneran los axones y bloquear esas vías en los pacientes para preservar la función del sistema nervioso. En muchas lesiones del sistema nervioso, los axones no se cortan sino que se estiran o aplastan,que activa el programa de muerte dependiente de SARM y conduce la pérdida de axones. En esos casos, es imperativo bloquear la señalización de SARM y Axed para preservar la integridad del axón y, a su vez, la función neuronal. Al mismo tiempo, Freeman y otros han demostrado que depende de SARMLas vías de señalización también impulsan la pérdida de axones en afecciones neurodegenerativas que incluyen glaucoma, traumatismo craneoencefálico y neuropatía periférica. Esto sugiere la noción de una vía de señalización de muerte de axones antigua y conservada que se activa ampliamente para conducir la pérdida de axones. Dado que la pérdida de axones es una característica universal de neurodegenerativaenfermedades, parece probable que bloquear esta vía podría tener un enorme beneficio terapéutico.
"Si podemos encontrar formas de bloquearlo, tal vez podamos preservar la función en una amplia gama de pacientes que han perdido axones debido a enfermedades neurodegenerativas u otros traumas neurales", dijo Freeman.
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Materiales proporcionados por Universidad de Ciencias y Salud de Oregon . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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