La lesión traumática en la cabeza puede tener efectos generalizados en el cerebro, pero ahora los científicos pueden observar en tiempo real cómo la lesión en la cabeza afecta a miles de células y genes individuales simultáneamente en ratones. Este enfoque podría conducir a tratamientos precisos para la lesión cerebral traumática TBIEl estudio, reportado en Comunicaciones de la naturaleza , fue apoyado por el Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares NINDS, parte de los Institutos Nacionales de Salud.
"En lugar de agrupar las respuestas según las categorías de células en TBI, ahora podemos ver cómo las células individuales en esos grupos reaccionan a la lesión en la cabeza", dijo Patrick Bellgowan, Ph.D., director del programa en NINDS.
Los profesores de la Universidad de California, Los Ángeles, Fernando Gómez-Pinilla, Ph.D. y Xia Yang, Ph.D., junto con sus colegas, utilizaron un método novedoso conocido como Drop-seq para observar de cerca las células cerebrales individuales en elhipocampo, una región involucrada en el aprendizaje y la memoria, después de una lesión cerebral traumática o en animales de control no lesionados. Drop-seq permite analizar miles de células y genes simultáneamente. Su creación fue financiada en parte por la Investigación del Cerebro del NIH a través de Neurotecnologías Innovadoras Avanzadas BRAINIniciativa.
"Estas herramientas nos brindan una precisión sin precedentes para determinar exactamente qué células y genes apuntar con nuevas terapias", dijo el Dr. Yang. "Otro aspecto importante de este estudio fue la naturaleza altamente colaborativa y multidisciplinaria del trabajo. Mucha gente, de muchas áreas científicas diferentes, hicieron posible este estudio ".
En un conjunto de experimentos, el equipo analizó los efectos de TBI sobre la actividad de expresión génica en células individuales. Descubrieron que ciertos genes estaban regulados al alza o a la baja en muchos tipos de células diferentes, lo que sugiere que estos genes pueden jugar un papel importante en la TBI. Algunos de estos genesTambién se sabe que están involucrados en enfermedades, como la enfermedad de Alzheimer, que pueden ayudar a explicar cómo la LCT puede ser un factor de riesgo para otros trastornos. Por ejemplo, los grupos de los doctores Yang y Gómez-Pinilla observaron actividad alterada en los genes que están involucrados en la regulaciónla proteína amiloide, que se acumula en el Alzheimer.
En particular, el análisis genómico reveló que la actividad del gen Ttr, que está involucrado tanto en el transporte de la hormona tiroidea como en la eliminación de la proteína amiloide en el cerebro, aumentó en muchas células después de la TBI, lo que sugiere que la vía de la hormona tiroidea puede ser unobjetivo potencial para la terapia Los equipos de los doctores Gomez-Pinilla y Yang trataron a los animales con la hormona tiroidea tiroxina T4 1 y 6 horas después de la lesión cerebral y vieron que se desempeñaron mucho mejor en las tareas de aprendizaje y memoria en comparación con los animales que recibieron un placebo.
El equipo identificó 15 grupos de células en función de la actividad génica, incluidos dos grupos, llamados Unknown1 y Unknown2, cuyas células no se habían descrito previamente en el hipocampo. Un análisis adicional de estos grupos reveló que las células en el grupo Unknown1 eraninvolucrados en el crecimiento y la migración celular y las células en Unknown2 estuvieron involucradas en la diferenciación celular durante el desarrollo. Los resultados de este estudio también revelan que aunque dos células pueden tener una estructura y forma similares, sus funciones, como lo sugiere el análisis de la actividad génica, puedendiferir de.
"Ahora conocemos la vida secreta de las células individuales, incluida la forma en que se coordinan con otras células y cuán vulnerables son a las lesiones", dijo el Dr. Gómez-Pinilla. "Además, ver qué tipos de genes, incluidos los genes involucrados enEl metabolismo, involucrado en muchos tipos de células, ayuda a identificar procesos que pueden ser críticos en la LCT ".
Los estudios futuros examinarán cómo la TBI afecta a las células en áreas distintas al hipocampo. Además, se necesita más investigación para conocer los efectos a largo plazo de la TBI. El análisis de células y genes individuales puede identificar posibles terapias para la TBI.
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Materiales proporcionado por NIH / Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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