Cuando el cerebro se lesiona, las células cerebrales en forma de estrella llamadas astrocitos vienen al rescate. En el caso del glioma, el tipo más común de tumor cerebral primario, esta acción protectora tiene un precio.
Un nuevo estudio publicado en Neuroquímica Internacional revela que los gliomas alteran la función de los astrocitos, lo que normalmente evita que el cerebro se inunde con un exceso de químicos excitadores. Esto podría contribuir a las convulsiones experimentadas por muchos pacientes con cáncer cerebral.
"Las convulsiones son una comorbilidad grave y debilitante que afecta a la mayoría de los pacientes con tumores cerebrales primarios. Desafortunadamente, la epilepsia reduce drásticamente la calidad de vida y nuestros medicamentos antiepilépticos actuales no son efectivos para todos los pacientes", dijo Stefanie Robel, profesora asistenteen el Instituto de Investigación Biomédica Fralin en VTC y el coautor principal del estudio.
"Mi laboratorio está buscando otros objetivos celulares y moleculares que contribuyan a las convulsiones resultantes de los gliomas, y hasta ahora, lo que estamos descubriendo es que los astrocitos formadores de cicatrices que rodean el tumor juegan un papel importante".
Los gliomas son tumores competitivos y de rápido crecimiento que, al igual que todas las demás células vivas, necesitan una fuente de energía para sobrevivir. Compuestos principalmente por células gliales, los gliomas se apoderan de la microvasculatura del cerebro y transfieren un nuevo suministro de nutrientes de otroscélulas sanas. Los tumores también liberan niveles tóxicos de glutamato, un neurotransmisor excitador, que puede matar las neuronas sanas densamente llenas del cerebro, haciendo espacio para que crezca el cáncer. Una abundancia de glutamato también puede hacer que más neuronas se vuelvan eléctricamente activas, lo quepuede provocar convulsiones.
Los astrocitos marcan rápidamente el tumor para proteger el cerebro de un daño mayor, pero esto tiene un precio.
"En circunstancias normales, esperarías que los astrocitos amortigüen cualquier glutamato adicional. Parte de su trabajo es mantener condiciones homeostáticas equilibradas para las neuronas eliminando el exceso de glutamato y potasio", dijo Robel, quien también es profesor asistente en VirginiaTech's School of Neuroscience y Virginia Tech Carilion School of Medicine. "Al igual que las micro aspiradoras, ordenan los neurotransmisores e iones que flotan entre las células cerebrales".
Pero los astrocitos que encierran gliomas exhibieron diferentes firmas moleculares en función de su proximidad al cáncer. Las células que tocaban directamente el tumor se alargaron e hincharon, imitando la respuesta a otras lesiones cerebrales asociadas con la epilepsia, como un accidente cerebrovascular o un trauma físico.
Los experimentos de electrofisiología y tinción revelaron que las células estiradas también carecían de la localización o función adecuada de las proteínas necesarias para transportar potasio y glutamato dentro de un astrocito. Las células también habían perdido un proceso enzimático vital que convierte el glutamato en glutamina, una molécula que las neuronas usan para suprimiractividad.
En estas condiciones, el delicado equilibrio del cerebro de excitación y consejos de inhibición, y surgen problemas.
Los niveles tóxicos de glutamato emitidos por el tumor, exacerbados por el estado disfuncional de los astrocitos, destruyen las neuronas sanas. Estudios anteriores dirigidos por Sontheimer mostraron que el líquido suspendido entre las células cerebrales alcanza niveles dañinos de excitabilidad, lo suficiente como para provocar una convulsión. Después de laprimer ataque, los circuitos involucrados se fortalecen preferentemente, lo que hace que los episodios futuros sean aún más probables.
"Un tumor es un tejido dinámico y vivo que envía y recibe señales químicas a las células gliales y las neuronas circundantes, influyendo en su comportamiento", dijo Robel. "Lo que estamos viendo es que estos cambios muy finos en la función y la morfología de los astrocitos enla respuesta al glioma podría tener un gran impacto para el paciente "
A medida que se publique más investigación sobre la respuesta astrocítica a lesiones, enfermedades y cáncer, Robel espera que surjan patrones más grandes.
"Si podemos entender lo que hacen los astrocitos en el contexto de glioma, trauma cerebral o incluso autismo, tal vez estos patrones biológicos generales nos ayuden a identificar nuevos diagnósticos, terapias y tratamientos para ayudar a los pacientes que sufren una amplia gama de enfermedades,"Dijo Robel.
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Materiales proporcionado por Virginia Tech . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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