Es una maravilla de la naturaleza, y algo muy bueno, que en medio de miles de millones de células similares en el cerebro y la médula espinal, las neuronas pueden extender sus axones tendinosos exactamente al lugar correcto para formar conexiones. De lo contrario, no lo haríamos.moverse, sentir o pensar correctamente, si es que lo hace. En un nuevo estudio en el diario ciencia , los investigadores informan un descubrimiento que ayuda a explicar cómo los axones logran encontrar su camino a través de la línea media de la médula espinal.
Los hallazgos contribuyen a resolver el misterio básico de la guía del axón, pero también podrían ayudar a los científicos a acercarse un poco más a lograr la aspiración médica de reparar el daño en el sistema nervioso central.
"Hemos identificado una nueva señal que guía a los axones", dijo el autor principal Alexander Jaworski, profesor asistente de neurociencia en la Universidad Brown y miembro del Instituto Brown para la Ciencia del Cerebro. "Investigación que aclara los mecanismos que permiten que se formen las neuronas"las conexiones adecuadas, incluido nuestro estudio, tienen el potencial de informar enfoques terapéuticos para la reparación neuronal ".
Manténgase alejado de NELL2
El descubrimiento particular de Jaworski y sus coautores es una proteína denominada "NELL2", que actúa como un signo de "No ingresar" a lo largo de la ruta del axón en crecimiento. NELL2 es la primera proteína conocida que se une a un receptor crítico en las neuronasconocido como Robo 3. Cuando se produce esa unión, el crecimiento del axón se desvía, según muestran los experimentos del equipo.
NELL2, por lo tanto, se une a una tríada de señales que Robo3 maneja para regular el crecimiento del axón. La presencia de Netrin atrae a los axones que expresan Robo3 y un subtipo particular de Robo3 permite a los axones ignorar las señales repulsivas proporcionadas por otra proteína llamada Slit. Expresando el receptor Robo3por lo tanto, equipa a una neurona para que crezca sus axones de acuerdo con las siguientes reglas: van a donde necesitan Netrin, evitan las áreas prohibidas NELL2 e ignoran las prohibiciones para otras neuronas, pero no para ellas Slit.
Jaworski comenzó la investigación mientras era un erudito postdoctoral en Genentech en el sur de San Francisco, California, y continuó en la Universidad Rockefeller antes de completarla en Brown, donde llegó hace dos años. Durante ese tiempo dirigió una serie de experimentos de laboratorio queidentificó a NELL2 como un compañero de unión para Robo3, demostró que su presencia repele los axones y demostró que la expresión de Robo3 y NELL2 es necesaria para la orientación del axón.
importancia espinal
Hizo ese trabajo en el sistema modelo de la médula espinal del ratón. Al igual que en el cerebro, hay distintos lados izquierdo y derecho que están unidos por axones que cruzan la línea media. Por lo tanto, su trabajo ayuda a explicar qué guía esos axones particulares durantecruce.
Un raro trastorno genético humano ilustra la importancia de esas conexiones. Las personas con una mutación que les impide expresar Robo3 no pueden mover los ojos de un lado a otro, dijo Jaworski. Ese movimiento se logra cuando un músculo de un lado del ojo se contraey un músculo del otro lado se relaja. Las personas sin Robo3 no tienen axones que crucen la línea media del cerebro posterior, por lo que no transmiten señales opuestas a los lados opuestos del ojo. En cambio, los músculos de ambos lados se contraen y el ojono se mueve lateralmente
¿Más allá del cerebro?
El siguiente paso en la investigación de Jaworski es determinar si NELL2 y Robo3 trabajan juntos en el cerebro como lo hacen en la médula espinal. La coautora de ciencias y senior de neurociencia de Brown Holly Gildea está ayudando a realizar ese trabajo.
Si NELL2 es igualmente activo en el cerebro, entonces el hallazgo podría informar futuros enfoques clínicos allí. Los nervios vuelven a crecer relativamente bien en la mayoría de las partes del cuerpo, dijo Jaworski, pero en el cerebro después de una lesión o degeneración los neurólogos probablemente necesiten guiarrebrote. Puede que no sea suficiente, por ejemplo, implantar algunas células madre y convertirlas en neuronas por varias razones. Entre ellas está que el plan que guía el desarrollo neuronal básico no persiste después de la infancia.
"Uno de los principales problemas es que todas esas instrucciones que estaban presentes cuando el cerebro se estaba desarrollando inicialmente ya no están allí", dijo Jaworski.
La reparación neuronal es un objetivo a largo plazo, sin duda, pero los descubrimientos básicos como la identificación de NELL2 pueden allanar el camino.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Brown . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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