Un estudio reciente dirigido por Samantha Butler en el Eli and Edythe Broad Center of Regenerative Medicine and Stem Cell Research en UCLA ha anulado una creencia común acerca de cómo cierta clase de proteínas en la médula espinal regulan la formación de células del sistema nervioso -llamadas neuronas: durante el desarrollo embrionario. Estos hallazgos podrían algún día informar la creación de terapias basadas en células madre que restablezcan el sentido del tacto en pacientes paralizados.
El estudio fue publicado en la revista eLife , que fue fundada en parte por el Instituto Médico Howard Hughes.
Las proteínas morfogenéticas óseas, también conocidas como BMP, juegan un papel clave en el desarrollo humano. Estas proteínas, conocidas como factores de crecimiento, son señales que estimulan las funciones celulares como el crecimiento, la proliferación, la curación y la diferenciación. En el desarrollo de la columna vertebral humanacable, se requieren BMP para la formación de neuronas.
El estudio de Butler se centró en una clase de neuronas llamadas interneuronas sensoriales. Las interneuronas sensoriales permiten que una persona reaccione al entorno, como retroceder por el estímulo del dolor, sentirse reconfortada por un apretón tranquilizador de un ser querido o poder sostener una taza decafé sin pensarlo.
La falta de sentido del tacto afecta en gran medida a los pacientes paralizados. Por ejemplo, las personas con parálisis a menudo no pueden sentir el tacto de otra persona y la incapacidad para sentir dolor podría provocar quemaduras por contacto inadvertido con una superficie caliente.
"La comprensión del desarrollo sensorial de interneuronas ha quedado muy por detrás de la de otra clase de neuronas, llamadas neuronas motoras, que controlan la capacidad del cuerpo para moverse", dijo Butler, profesor asociado de neurobiología, miembro de la UCLA Broad Stem CellCentro de investigación y autor principal del estudio: "Esta falta de comprensión oculta la importancia de la sensación: está en el centro de la experiencia humana. Algunos pacientes que enfrentan la realidad de la parálisis colocan la recuperación del sentido del tacto por encima del movimiento".
Investigaciones anteriores habían sugerido que diferentes concentraciones de BMP se correlacionaban con la formación de diferentes categorías de interneuronas sensoriales. Se pensaba que una concentración más baja de BMP daría como resultado una categoría de interneuronas sensoriales, mientras que una concentración más alta daría como resultado una categoría diferenteLa investigación de Butler no ha encontrado evidencia para apoyar este modelo.
El equipo de investigación primero manipuló la concentración de BMP en la médula espinal de un embrión de pollo. Descubrieron que un tipo específico de BMP siempre produce categorías específicas de interneuronas sensoriales, independientemente de la concentración de BMP. El equipo descubrió que aumentar ella concentración de cierto tipo de BMP producirá más de los mismos tipos de interneurona sensorial, pero no creará una categoría completamente diferente de interneurona sensorial.
El equipo luego aplicó estos hallazgos a las células madre embrionarias de ratones en placas de laboratorio. Descubrieron que al agregar tipos específicos de BMP, podían empujar las células madre para crear dos categorías diferentes de interneuronas sensoriales espinales. Los tipos de sensoriales espinalesLas interneuronas creadas controlan la sensación de la posición del cuerpo en el espacio, llamada propiocepción, así como los movimientos del cuerpo que se activan por el tacto, como alejarse de una superficie caliente.
"Las lesiones y enfermedades del sistema nervioso central son particularmente devastadoras porque el cerebro y la médula espinal no pueden regenerarse", dijo Madeline Andrews, una estudiante predoctoral en el laboratorio de Butler durante el tiempo de esta investigación y primer autor del estudio ". Reemplazar los dañosEl tejido con interneuronas sensoriales derivadas de células madre es una estrategia terapéutica prometedora. Nuestra investigación, que proporciona información clave sobre cómo se desarrollan naturalmente las interneuronas sensoriales, nos acerca un paso más a ese objetivo ".
El equipo de Butler ahora planea aplicar sus hallazgos a las células madre humanas, así como a las plataformas de pruebas de drogas que se dirigen a las interneuronas sensoriales enfermas. También esperan investigar la viabilidad del uso de interneuronas sensoriales en las terapias de reemplazo celular que algún día pueden restaurar la sensación a los pacientes paralizados.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - Ciencias de la salud de Los Ángeles . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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