¿Cómo se forma la retina? ¿Y cómo se diferencian las neuronas para convertirse en componentes individuales del sistema visual? Al centrarse en las primeras etapas de este complejo proceso, los investigadores de la Universidad de Ginebra UNIGE, Suiza, en colaboración con la ÉcoleLa Politécnica Federal de Lausana EPFL, ha identificado los programas genéticos que rigen el nacimiento de diferentes tipos de células retinianas y su capacidad para conectarse a la parte correcta del cerebro, donde transmiten información visual. Además, el descubrimiento de varios genes que regulanel crecimiento nervioso permite la posibilidad de un impulso a la regeneración del nervio óptico en caso de enfermedad neurodegenerativa. Estos resultados se pueden descubrir en la revista Desarrollo .
El sistema visual de los mamíferos está compuesto por diferentes tipos de neuronas, cada una de las cuales debe encontrar su lugar en el cerebro para poder transformar los estímulos recibidos por el ojo en imágenes. Hay fotorreceptores, que detectan la luz, las neuronas del nervio óptico,que envían información al cerebro, neuronas corticales, que forman imágenes, o interneuronas, que hacen conexiones entre otras células. Aunque todavía no se diferencian en las primeras etapas del desarrollo embrionario, todas estas neuronas son producidas por células progenitoras que son capaces de producirse elevan a diferentes categorías de neuronas especializadas. Para comprender mejor el curso exacto de este mecanismo e identificar los genes que funcionan durante la construcción de la retina, los investigadores estudiaron la dinámica de la expresión génica en células individuales ". Para monitorear la actividad génica en las células y comprender la especificación tempranade las neuronas retinianas, secuenciamos más de 6,000 células durante el desarrollo retiniano y realizamos análisis bioinformáticos a gran escala ", explicaQuentin Lo Giudice, estudiante de doctorado en el Departamento de Neurociencias Básicas de la Facultad de Medicina de la UNIGE y primer autor de este artículo.
mapeo de un sistema en construcción
En colaboración con Gioele La Manno y Marion Leleu de EPFL, los investigadores estudiaron el comportamiento de los progenitores durante el ciclo celular, así como durante su diferenciación progresiva. Los científicos mapearon con mucha precisión los diferentes tipos de células de la retina en desarrollo y los cambios genéticos queocurren durante las primeras etapas de este proceso. "Más allá de su" edad ", es decir, cuando se generaron durante su vida embrionaria, la diversidad de neuronas proviene de su posición en la retina, que las predestina para un objetivo específico enel cerebro ", explica Pierre Fabre, investigador principal del Departamento de Neurociencias Básicas de la Facultad de Medicina de UNIGE, quien dirigió este trabajo." Además, al predecir la activación secuencial de los genes neurales, pudimos reconstruir varios programas de diferenciación,similar a los árboles de linaje, que nos muestra cómo los progenitores progresan a un tipo de célula u otro después de su última división ".
Los investigadores también realizaron un segundo análisis. Si el ojo derecho se conecta principalmente al lado izquierdo del cerebro, y viceversa, una pequeña fracción de las neuronas en el ojo derecho hacen conexiones en el lado derecho del cerebro. De hecho,todas las especies con dos ojos con campos visuales superpuestos, como los mamíferos, deben poder mezclar información de ambos ojos en la misma parte del cerebro. Esta convergencia permite ver binocularmente y percibir profundidades o distancias ". Conociendo este fenómeno,"hemos marcado genéticamente e individualmente las células para seguirlas a medida que avanzan hasta su lugar final en el sistema visual", dice Quentin Lo Giudice. Al comparar la diversidad genética de estas dos poblaciones neuronales, los investigadores descubrieron 24 geneseso podría desempeñar un papel clave en la visión tridimensional. "La identificación de estos patrones de expresión génica puede representar un nuevo código molecular que orquesta el cableado de la retina al cerebro", agrega el Dr. Fabre.
Hacia la medicina regenerativa
Incluso antes de que las neuronas lleguen al cerebro, deben abandonar la retina a través del nervio óptico. La última parte de este estudio identificó las moléculas que guían a las neuronas en el camino correcto. Además, estas mismas moléculas también permiten el crecimiento inicial de los axones,la parte de las neuronas que transmite señales eléctricas a las sinapsis y, por lo tanto, garantiza el paso de información de una neurona a otra, así como unos veinte genes que controlan este proceso. Este descubrimiento es un paso fundamental para la medicina regenerativa.
Cuanto más sepamos acerca de las moléculas necesarias para guiar adecuadamente los axones, más probabilidades tenemos de desarrollar una terapia para tratar el trauma de los nervios ". Si el nervio óptico se corta o daña, por ejemplo, por glaucoma, podríamos imaginar reactivar esos genesque generalmente solo están activos durante la fase de desarrollo embrionario. Al estimular el crecimiento del axón, podríamos permitir que las neuronas permanezcan conectadas y sobrevivan ", explica el Dr. Fabre, quien planea lanzar un proyecto de investigación sobre este tema. Aunque las capacidades de regeneración de las neuronas sonexisten muy bajas y se deben encontrar técnicas para estimular su desarrollo. La estimulación genética de la médula espinal dañada después de un accidente se basa en la misma idea y está comenzando a mostrar sus primeros éxitos.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Ginebra . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :