Un principio básico del desarrollo neural es que las neuronas jóvenes hacen muchas más conexiones de las que realmente usarán, con muy poca especificidad. Mantienen selectivamente solo las que terminan necesitando. Una vez que se hacen muchas de estas conexiones, el cerebro empleauna estrategia para usarlo o perderlo; si las experiencias posteriores del organismo estimulan la sinapsis, se fortalecerá y sobrevivirá. De lo contrario, la sinapsis se debilitará y eventualmente desaparecerá.
Investigadores del laboratorio de Hiroki Taniguchi en el Instituto Max Planck de Florida para la Neurociencia MPFI publicaron un estudio en eNeuro en mayo de 2017, mostrando por primera vez que un tipo único de interneurona inhibidora llamada células de araña, que están implicadas en varias enfermedades que afectan el cerebro, como la esquizofrenia y la epilepsia, parecen desarrollar sus conexiones de manera diferente a otros tipos de neuronas.
Las neuronas tienen varias dendritas: protuberancias delgadas a través de las cuales reciben información de muchas otras células, pero solo un axón, donde toda la información que recibe la célula se integra y se envía como una sola señal saliente. La mayoría de los axones de las células se extienden y formansinapsis en las dendritas o cuerpos celulares de otras células, pero las células de araña sinapsis inhibitoria exclusivamente en los segmentos iniciales del axón AIS de otras células, justo donde la célula comienza a enviar su propia señal hacia el axón. En esta ubicación, las células de araña tienen unmayor impacto en el comportamiento de otras células. "Las células de araña son el guardián final del potencial de acción", dijo el Dr. Taniguchi. "Creemos que este papel los convierte en un factor especialmente importante en el control de la epilepsia, donde la sobreexcitación se extiende por todo el cerebro sin control."
Taniguchi y su equipo observaron que, al usar sus propias técnicas de etiquetado genético recientemente desarrolladas para rastrear estas células en el desarrollo temprano en ratones, Taniguchi y su equipo observaron que, como la mayoría de las neuronas, las células remodelaron su organización axonal a través del desarrollo.considera estructuras morfológicamente sinápticas.
Para investigar si estas varicosidades realmente contenían moléculas sinápticas, el equipo expresó marcadores sinápticos en las células de la lámpara utilizando técnicas de trasplante.
Lo que encontraron fue sorprendente. Solo las varicosidades asociadas con el AIS contenían sinapsis; el resto parecía estar vacío durante todo el desarrollo. Esto también fue corroborado por sus ultraestructuras obtenidas con microscopía electrónica.
Estos hallazgos proporcionan una gran pista para comprender cómo este importante tipo de célula conecta correctamente un circuito único.
Ahora los investigadores deben preguntarse: ¿para qué sirven estas varices vacías y qué moléculas ayudan a dirigir las células de araña para reconocer el AIS?
El equipo planea usar imágenes de células vivas para explorar la función de las varices vacías en el cableado axonal. "Debe haber algunos genes que sean necesarios y posiblemente también suficientes para guiar a los axones de las células de araña hacia este objetivo subcelular", dijo Andre Steineke, Ph.D., investigador postdoctoral y autor principal del estudio. Explicó que es probable que estos genes no funcionen correctamente durante el desarrollo en pacientes con esquizofrenia, epilepsia u otras enfermedades. Una vez identificados, pueden ser objetivos valiosos paradesarrollo de fármacos. Los estudios futuros sobre los mecanismos moleculares y celulares del cableado de la lámpara de araña descubrirán importantes conocimientos sobre cómo se ensamblan los circuitos inhibitorios durante el desarrollo.
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Materiales proporcionado por Instituto Max Planck de Florida para la Neurociencia . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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