Una nueva investigación ha identificado al culpable detrás de los problemas de cableado en los cerebros de las personas con esquizofrenia. Cuando los investigadores trasplantaron las células cerebrales humanas generadas por individuos diagnosticados con esquizofrenia de inicio en la infancia en ratones, las redes de células nerviosas del animal no maduraron adecuadamente y los ratonesexhibió los mismos comportamientos antisociales y ansiosos que se observan en las personas con la enfermedad.
"Los resultados de este estudio argumentan que la disfunción de las células gliales puede ser la base de la esquizofrenia de inicio en la infancia", dijo el neurólogo del Centro Médico de la Universidad de Rochester URMC Steve Goldman, MD, Ph.D., codirector del Centropara Neuromedicina traslacional y autor principal del estudio que aparece hoy en la revista Celda . "La incapacidad de estas células para hacer su trabajo, que es ayudar a las células nerviosas a construir y mantener redes de comunicación sanas y efectivas, parece ser el principal contribuyente a la enfermedad".
Glia es una importante familia de células de soporte que se encuentran en el cerebro y juegan un papel crítico en el desarrollo y mantenimiento de la compleja red interconectada de neuronas del cerebro. Glia incluye dos tipos principales: astrocitos y oligodendrocitos. Los astrocitos son las principales células de soporte del cerebro, mientras que los oligodendrocitos son responsables de producir mielina, el tejido graso que, como el aislamiento de los cables eléctricos, envuelve los axones que conectan las diferentes células nerviosas. La fuente de ambas células es otro tipo de célula llamada célula progenitora glial GPC.
Los astrocitos realizan varias funciones en el cerebro. Durante el desarrollo, los astrocitos colonizan áreas del cerebro y establecen dominios en los que estas células ayudan a dirigir y organizar la red de conexiones entre las células nerviosas. Los astrocitos individuales también envían cientos de fibras largas que interactúan consinapsis: la unión donde el axón de una neurona se encuentra con la dendrita de otra. Los astrocitos ayudan a facilitar la comunicación entre las neuronas en las sinapsis al regular el flujo de glutamato y potasio, lo que permite que las neuronas se "disparen" cuando se comunican entre sí.
En el nuevo estudio, los investigadores obtuvieron células de la piel de individuos con esquizofrenia de inicio en la infancia y reprogramaron las células para crear células madre pluripotentes inducidas iPSC que, como las células madre embrionarias, son capaces de dar lugar a cualquier tipo de célula que se encuentre enEl equipo empleó un proceso desarrollado por primera vez por el laboratorio Goldman, el equipo manipuló los iPSC para crear GPC humanos.
Los GPC humanos se trasplantaron luego a los cerebros de ratones neonatales. Estas células superaron a la propia glía nativa del animal, lo que resultó en ratones con cerebros compuestos de neuronas animales y GPC humanos, oligodendrocitos y astrocitos.
Los investigadores observaron que las células gliales humanas derivadas de pacientes esquizofrénicos eran altamente disfuncionales. El desarrollo de oligodendrocitos se retrasó y las células no crearon suficientes células productoras de mielina, lo que significa que la transmisión de señales entre las neuronas se vio afectada.
El desarrollo de los astrocitos fue igualmente tardío, por lo que las células no estaban presentes cuando era necesario y, por lo tanto, no fueron efectivas para guiar la formación de conexiones entre las neuronas. Los astrocitos tampoco maduraron adecuadamente, lo que resultó en células deformes que no podían soportar completamente la señalizaciónfunciones de las neuronas a su alrededor.
"Los astrocitos no maduraron completamente y sus fibras no completaron sus dominios normales, lo que significa que si bien proporcionaron control a algunas sinapsis, otras no tenían cobertura", dijo Martha Windrem, Ph.D., del Centro de URMC paraNeuromedicina traslacional y primer autor del estudio: "Como resultado, las redes neuronales en los animales se desincronizaron y descoordinaron".
Los investigadores también sometieron a los ratones a una serie de pruebas de comportamiento. Observaron que los ratones con células gliales humanas de individuos diagnosticados con esquizofrenia eran más temerosos, ansiosos, antisociales y tenían una variedad de déficits cognitivos en comparación con los ratones trasplantados.con células gliales humanas obtenidas de personas sanas.
Los autores del estudio señalan que la nueva investigación proporciona a los científicos una base para explorar nuevos tratamientos para la enfermedad. Debido a que la esquizofrenia es exclusiva de los humanos, hasta ahora los científicos tenían una capacidad limitada para estudiar la enfermedad. El nuevo modelo animalEl estudio desarrollado por los investigadores se puede utilizar para acelerar el proceso de prueba de drogas y otras terapias en la esquizofrenia. El estudio también identifica una serie de defectos de expresión gliales gliales que parecen crear desequilibrios químicos que interrumpen la comunicación entre las neuronas. Estas anormalidades podrían representar objetivos paranuevas terapias
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Materiales proporcionado por Centro médico de la Universidad de Rochester . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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