El sistema nervioso periférico es una vasta red de nervios que existe principalmente fuera del cerebro y la médula espinal y se conecta a los confines del cuerpo. La extensión misma de los nervios periféricos los hace muy vulnerables a lesiones como golpes contundentes,cortes y fracturas de piernas y brazos, así como enfermedades que atacan nervios periféricos como diabetes, síndrome de Charcot-Marie-Tooth y Guillain-Barré. A diferencia del sistema nervioso central cerebro y médula espinal, los nervios periféricos tienen la capacidadpara regenerarse, y las respuestas inmunes inflamatorias juegan un papel clave en la regeneración.
Los científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad Case Western Reserve han demostrado en animales de laboratorio la dinámica regenerativa de una proteína de señalización específica, la quimiocina clase CC 2 CCL2. CCL2 envía células inmunes inflamatorias macrófagos a grupos de células nerviosas periféricas para promover la reparación ydesencadenan la expresión génica que conduce a un nuevo crecimiento en las células nerviosas. Los resultados de la investigación se publicaron en línea a mediados de noviembre y aparecerán en la edición publicada de enero de 2016 de Neurología experimental .
"Estamos entusiasmados con nuestros hallazgos porque no teníamos razón para esperar que solo expresar la quimiocina CCL2 sería suficiente para estimular la regeneración nerviosa", autor principal Richard E. Zigmond, PhD, profesor de Neurociencias y Patología, Universidad Case Western ReserveFacultad de Medicina. "Es notable que CCL2 sea tan poderoso".
después de la lesión, CCL2 afecta el funcionamiento de los grupos de células nerviosas periféricas, conocidas como ganglios, y las fibras nerviosas distales al sitio de la lesión. Cada célula nerviosa periférica tiene un cuerpo principal y una extensión en forma de cola, conocida como axónPara las células nerviosas sensoriales, el axón se divide después de abandonar el cuerpo celular, con una parte que se proyecta desde el cuerpo de la célula nerviosa para capturar sensaciones, mientras que la otra envía la información a la médula espinal y al cerebro.
Después de una lesión en una región de nervios periféricos, CCL2 le indica a los macrófagos que se muevan a las áreas dañadas de los axones y elimine los restos celulares, despejando el camino para el crecimiento de nuevos axones. CCL2 también les indica a los macrófagos que ingresen a las regiones de los ganglios lesionados que albergan a individuoslas células nerviosas también promueven la regeneración nerviosa. Al menos en parte, la regeneración también ocurre porque los macrófagos desencadenan genes que promueven el crecimiento de nuevos axones.
El estudio más reciente de Zigmond demostró el funcionamiento de este mecanismo CCL2 en animales de laboratorio. En un experimento, el estudiante de posgrado senior Jon Niemi inyectó en ratones salvajes y no lesionados un virus diseñado para desencadenar la expresión de CCL2. El impulso en la expresión de CCL2 en estos ratonescondujo a una mayor acumulación de macrófagos tres semanas más tarde en los ganglios de la raíz dorsal, un grupo de células nerviosas sensoriales que se proyectan tanto a las áreas periféricas como al sistema nervioso central. A su vez, la mayor acumulación de macrófagos produjo un mayor brote de neuronas, el comienzo deregeneración nerviosa
Sin embargo, la experiencia fue completamente diferente en otro grupo de ratones que carecen de un receptor CCR2 que permite que CCL2 actúe. Sin el receptor, el mismo pico en la acumulación de macrófagos simplemente no ocurrió en ratones con deficiencia de CCR2. Estos animales solo teníanescaso crecimiento nervioso que no coincide con la regeneración nerviosa observada en ratones de tipo salvaje.
"Hicimos los mismos experimentos en otro tipo de ratón y encontramos la misma correlación", dijo Zigmond. "Si los macrófagos no entran en los ganglios, entonces la regeneración se ve obstaculizada sustancialmente. Encontramos que esto es cierto para las neuronas sensoriales y simpáticas.Llegamos a la conclusión de que había una correlación entre la entrada de macrófagos en los ganglios y la regeneración nerviosa ".
Los investigadores también demostraron el papel de la sobreexpresión de CCL2 en la expresión génica alterada.
Los investigadores probaron los cambios en la expresión de ciertos genes mediante la detección de moléculas de ARNm asociadas con la regeneración nerviosa en los animales donde la sobreexpresión de CCL2 provocó el crecimiento de neuronas. Surgieron cambios en un ARNm y una proteína: ARNm del factor inhibidor de la leucemia LIF y neuronalpSTAT3 transductores de señal y activadores de la transcripción 3. Estas moléculas especiales actúan sobre las células al expresar genes importantes para instruir a las neuronas a crecer. Al causar la acumulación de macrófagos, CCL2 aumenta los niveles de ARNm de LIF y pSTAT3, lo que conduce a una mayor capacidad regenerativa de la dorsalneuronas de los ganglios de la raíz. Para probar su hipótesis, el grupo bloqueó la activación de la señalización de LIF usando inhibidores de la activación de STAT3. La inhibición de la activación de STAT3 no produjo un aumento en el crecimiento de neuritas, a pesar de un aumento en CCL2 que normalmente aumentaría el crecimiento de los ganglios de la raíz dorsalneuronas
Los hallazgos de Zigmond y sus colegas investigadores arrojan una nueva luz sobre la inflamación. En lugar de combatir la inflamación al comienzo de una lesión nerviosa periférica, tal vez permitir una inflamación limitada después de la lesión puede ser terapéutica para estimular la regeneración de neuronas. Estos hallazgos sobre CCL2 podríanTambién tienen implicaciones para las enfermedades que afectan los nervios periféricos.
"Nuestra conclusión es que el sistema inmune y el sistema nervioso están interactuando de manera beneficiosa para crear inflamación inducida por macrófagos y promover la regeneración nerviosa", dijo Zigmond. "Esto está ocurriendo alrededor de los cuerpos celulares. Algo está sucediendo dentro delcélula en respuesta a la actividad de los macrófagos, además de la acción de los macrófagos sobre el axón del nervio distal dañado ".
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Materiales proporcionados por Universidad Case Western Reserve . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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