Las células similares a las neuronas creadas a partir de una línea celular fácilmente disponible han permitido a los investigadores investigar cómo el cerebro humano hace que un bloque metabólico sea esencial para la supervivencia de todos los organismos vivos. Un equipo dirigido por investigadores de Penn State optimizó un nuevo método para crearlas neuronas sintéticas, que usaron para investigar una enzima central involucrada en la síntesis de purinas, un componente del ADN que está involucrado en muchos otros procesos celulares y metabólicos, y cómo la enzima podría cambiar durante la infección por el virus del herpes simple.La versión inicial del artículo que describe la enzima aparece en línea en enero de 2018 en el Revista de Neuroquímica , y un artículo que describe las células similares a las neuronas apareció en la edición de diciembre de 2017 de Revista de Virología .
"Estas células similares a las neuronas recientemente desarrolladas nos permitieron investigar la formación de purinas en un tipo de célula especializada por primera vez", dijo Moriah Szpara, profesor asistente de bioquímica y biología molecular en Penn State y autor principal de ambos artículos ".estábamos interesados en las neuronas porque requieren mucha energía y, por lo tanto, necesitan producir purinas de manera eficiente. También teníamos curiosidad sobre cómo el proceso de síntesis podría verse afectado por la infección con el virus del herpes simple, un virus energéticamente exigente que reside en las neuronas ".
Cuando la demanda de purinas es alta en una célula, un complejo compuesto de muchas enzimas llamadas formas de purinosoma para permitir una producción más rápida de estos químicos importantes. Los investigadores investigaron una enzima llamada FGAMS, un componente central del purinosoma. Para comprender mejor elEn el papel de los FGAMS en la producción de purinas, observaron dónde y qué cantidad de la enzima se expresa en rodajas cerebrales de roedores, neuronas de roedores, células humanas no neuronales y células similares a neuronas humanas cultivadas con la nueva técnica.
"Estudiar neuronas humanas ha sido un desafío porque no hemos tenido un buen modelo de laboratorio para estudiarlas", dijo Colleen Mangold, investigadora postdoctoral en Penn State y autora de ambos estudios. "Podemos usar neuronas de roedores o polluelosembriones, pero no nos dan la misma información que las células humanas. La mayoría de los estudios requieren grandes cantidades de células, por lo que desarrollamos un método para tomar una línea celular comúnmente disponible y transformarla en células que se vean y actúen como neuronas.El método nos permitirá comenzar a hacer la acumulación de preguntas que tenemos sobre las neuronas, como cómo se sintetizan las purinas en el cerebro ".
En las células similares a las neuronas y en las neuronas de roedores y los cortes cerebrales, FGAMS se expresó en varios lugares de la neurona, incluso cerca de las mitocondrias y los microtúbulos. Debido a que el FGAMS también se encuentra cerca de estas estructuras en las células no neuronales, los investigadoressospecha que la formación de purinosomas puede conservarse en diferentes tipos de células.
Los investigadores también investigaron el efecto de la infección con el virus del herpes simple 1 HSV1 en la proteína de biosíntesis de purina FGAMS tanto en las neuronas como en las células no neuronales. El HSV1 infecta inicialmente a un individuo en la superficie de la piel y procede a establecer un ciclo vitalicio.infección en las neuronas que el sistema inmunitario no puede eliminar. Debido a que las purinas pueden desempeñar un papel en la replicación del HSV1, la alta carga metabólica del virus podría agotar los recursos de la purina y afectar la síntesis de la misma.
"La infección con HSV1 indujo la agrupación de FGAMS en las células no neuronales, que modelan la fase cutánea de la infección, mientras que FGAMS parecía estar constantemente agrupado y activado en las células neuronales", dijo Stephen Benkovic, profesor de Química y Titular de Evan Pughde la Cátedra Eberly Family en Química en Penn State y un autor del documento de formación de purina. "Sospechamos que el purinosoma se ensambla solo según sea necesario en las células no neuronales, pero que las altas demandas energéticas en las neuronas pueden necesitar lapurinosoma estar presente todo el tiempo "
"Los virus como el HSV1 sobreviven al establecer una infección de por vida en las neuronas", dijo Szpara, "y cada vez hay más pruebas que sugieren vínculos entre las infecciones virales crónicas y las enfermedades neurocognitivas tardías. Continuamos investigando las posibles conexiones entre las cargas deinfección viral y las altas demandas metabólicas de las neuronas para ver si hay vías para prevenir el daño y mejorar la salud neuronal a largo plazo ".
Debido a que los resultados de las células similares a las neuronas reflejan las de los cortes cerebrales y las neuronas de los roedores, este estudio destaca la utilidad de estas células como un nuevo sistema modelo para estudiar las neuronas y cómo los virus los afectan.
"Estas células similares a las neuronas son fáciles de cultivar en grandes cantidades y nos permitirán capturar algunos de los matices que perdimos al estudiar virus en células no neuronales", dijo Mackenzie Shipley, estudiante graduada en Penn State y primer autor deel papel sintético de las neuronas ". Si bien estas células se pueden usar para hacer una variedad de preguntas sobre las neuronas, también proporcionan una nueva vía para estudiar cómo responden las neuronas a los virus neurotrópicos, como HSV, VIH, rabia, Nilo Occidental, Zika y Chikungunya"
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Estado Penn . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :