Los neurocientíficos han creído durante mucho tiempo que el tejido cicatricial formado por células gliales, las células que rodean a las neuronas del sistema nervioso central, impide que las células nerviosas dañadas vuelvan a crecer después de una lesión cerebral o de la médula espinal. Por lo tanto, no es de extrañar que los investigadores hayan asumido queSi pudieran encontrar una manera de eliminar o contrarrestar ese tejido cicatricial, las neuronas lesionadas podrían repararse espontáneamente.
Un nuevo estudio realizado por científicos de la UCLA ahora muestra que esta suposición podría haber impedido la investigación sobre la reparación de lesiones de la médula espinal.
En un estudio con ratones, el Dr. Michael Sofroniew y sus colegas descubrieron que el tejido cicatricial glial que se forma después del daño de la médula espinal podría favorecer la regeneración de las células nerviosas. La investigación, publicada en Naturaleza , en última instancia, podría conducir a nuevos enfoques para reparar lesiones catastróficas de la médula espinal.
"Durante 20 años, hemos estado aplicando tecnologías para prevenir la cicatrización glial con la esperanza de promover la regeneración, reparación y recuperación de las fibras nerviosas, pero nunca observamos un efecto positivo", dijo Sofroniew, profesor de neurobiología en la Facultad de Medicina David Geffenen UCLA. "Ahora descubrimos que la alteración de las cicatrices gliales en realidad daña la regeneración de la fibra nerviosa que puede ser estimulada por factores de crecimiento específicos".
La médula espinal es un grueso cable de proyecciones nerviosas llamadas axones que se extienden desde el cerebro para activar los músculos y desde los órganos sensoriales de regreso al cerebro para proporcionar retroalimentación. A diferencia de los nervios periféricos, que vuelven a brotar axones cuando están dañados, maduranLas neuronas espinales no vuelven a crecer axones en la parte del cuerpo donde se produjo la lesión, como cuando la médula espinal se corta o se aplasta, lo que resulta en una parálisis debajo de la lesión.
Los médicos han pensado durante mucho tiempo que el obstáculo principal para la recuperación era el tejido cicatricial formado por un tipo de células gliales llamadas astrocitos. Esto se debe a que, después de una lesión, las fibras del nervio espinal no vuelven a crecer después de tales cicatrices gliales y parecen estar "estancadas".dentro de ellos. Ese pensamiento llevó a los investigadores de la UCLA a hacer una pregunta simple: si eso fuera cierto, ¿prevenir o eliminar las cicatrices no estimularía la regeneración de los nervios?
Para responder a esa pregunta, los investigadores evaluaron dos tipos de ratones: uno en el que se podían activar genes específicos para evitar la formación de cicatrices y otro diseñado con genes que podrían disolver las cicatrices después de su formación. Utilizando imágenes fluorescentes, los investigadoresluego rastreó axones individuales para ver si se acercarían o cruzarían un sitio de la lesión si la cicatrización se bloqueó o borró.
En ambos casos, los axones no mostraron signos de volver a crecer a través de la lesión.
"Esto refutó claramente la suposición de que deshacerse de las cicatrices permitiría la regeneración espontánea de los axones lesionados", dijo Sofroniew. "De hecho, insinuó que las cicatrices podrían tener algún tipo de papel positivo".
La investigación también reveló el papel beneficioso de las cicatrices gliales en un experimento en el que los científicos azotan suavemente las neuronas lesionadas para que se regeneren, una estrategia que Sofroniew compara con un enfoque de "zanahoria y un palo". En ratones normales o genéticamente modificados, el crecimiento neurotróficolos factores la zanahoria se infunden en el sitio de la lesión espinal al mismo tiempo que se aplican lesiones adicionales que se sabe que estimulan la regeneración nerviosa el palo.
Sorprendentemente, en los ratones normales, el enfoque estimuló un rebrote robusto de los axones espinales estancados más allá de las cicatrices gliales y a través del sitio de la lesión. Aún más notable, los ratones que fueron diseñados para eliminar las cicatrices mostraron una reducción pronunciada en esta regeneración nerviosa estimulada.- y en algunos casos, ninguno en absoluto
"Este fue un hallazgo muy sorprendente", dijo el coautor principal Mark Anderson, un ex investigador asociado en el laboratorio de Sofroniew que ahora está en la École Polytechnique Fédéral de Lausanne de Suiza. "La formación de cicatrices ha sido considerada durante mucho tiempo el principal impedimento para la regeneración de axones"
Joshua Burda, coautor del estudio y becario postdoctoral en el laboratorio de Sofroniew, dijo que el hallazgo podría generar una nueva forma de pensar en el campo.
"Este documento puede alentar a algunos a cambiar su enfoque de tratar de disminuir la actividad de los astrocitos, en particular en la formación de cicatrices, y hacia cómo explotarlo como una forma de promover la regeneración", dijo.
El equipo también realizó un examen bioquímico para identificar moléculas expresadas en el tejido cicatricial y descubrió niveles relativamente altos de factores que apoyan el crecimiento del axón. Esto muestra que las cicatrices son capaces de producir señales químicas, aunque débiles, que permiten que los axones crezcan sobre ellasPor lo tanto, las estrategias futuras para reparar el sistema nervioso central podrían involucrar mezclas aún más potentes de factores de crecimiento, como la "zanahoria" de Sofroniew, que podrían infundirse o implantarse continuamente cerca de la lesión de un paciente.
Burda señaló que el hallazgo podría haber sido francamente predecible si los investigadores hubieran estado pensando en términos de evolución.
"Tal vez no sea sorprendente que una respuesta a la herida del sistema nervioso central altamente evolucionada, como la formación de cicatrices, desempeñe una función beneficiosa crucial tanto en la curación de heridas como en la regeneración de axones", dijo.
Sofroniew agregado: "Las técnicas utilizadas en modelos de ratones no se pueden aplicar hoy en pacientes. Pero nuestro trabajo es un paso científico importante hacia el desarrollo de estrategias para lograr que las fibras nerviosas vuelvan a crecer a través de lesiones espinales severas. Abre la puerta a un área de investigación queha sido inhibido por un dogma incorrecto "
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Materiales proporcionado por Universidad de California - Los Ángeles . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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