En la orquesta del cerebro, la activación de cada neurona está controlada por dos notas, excitadoras e inhibidoras, que provienen de dos formas distintas de una estructura celular llamadas sinapsis. Las sinapsis son esencialmente las conexiones entre neuronas, que transmiten información desdeuna célula a la otra. Las armonías sinápticas se unen para crear la música más exquisita, al menos la mayor parte del tiempo.
Cuando la música se vuelve discordante y a una persona se le diagnostica una enfermedad cerebral, los científicos suelen buscar en las sinapsis entre las neuronas para determinar qué salió mal. Pero un nuevo estudio de neurocientíficos de la Universidad de Duke sugiere que sería más útil observar ladirector de orquesta con guantes blancos: el astrocito.
Los astrocitos son células en forma de estrella que forman la estructura del cerebro similar a un pegamento. Son un tipo de célula llamada glía, que en griego significa "pegamento". Anteriormente se descubrió que estaba involucrado en el control de las sinapsis excitadoras, un equipo de DukeLos científicos también encontraron que los astrocitos participan en la regulación de las sinapsis inhibitorias al unirse a las neuronas a través de una molécula de adhesión llamada NrCAM. Los astrocitos extienden tentáculos delgados y finos hacia la sinapsis inhibitoria, y cuando se tocan, la adhesión la forma NrCAM. Sus hallazgos fueronpublicado en Naturaleza el 11 de noviembre.
"Realmente descubrimos que los astrocitos son los conductores que orquestan las notas que componen la música del cerebro", dijo Scott Soderling, PhD, presidente del Departamento de Biología Celular de la Facultad de Medicina y autor principal del artículo..
Anteriormente se pensaba que las sinapsis excitadoras el acelerador del cerebro y las sinapsis inhibidoras los frenos del cerebro eran los instrumentos más importantes del cerebro. Demasiada excitación puede provocar epilepsia, demasiada inhibición puede provocar esquizofrenia,y un desequilibrio de cualquier manera puede conducir al autismo.
Sin embargo, este estudio muestra que los astrocitos son los protagonistas de la función cerebral general y podrían ser objetivos importantes para las terapias cerebrales, dijo la coautora principal Cagla Eroglu, PhD, profesora asociada de biología celular y neurobiología en la Facultad de Medicina.Eroglu es una experta mundial en astrocitos y su laboratorio descubrió cómo los astrocitos envían sus tentáculos y se conectan a las sinapsis en 2017.
"Muchas veces, los estudios que investigan los aspectos moleculares del desarrollo del cerebro y las enfermedades estudian la función genética o molecular en las neuronas, o solo consideran que las neuronas son las células primarias afectadas", dijo Eroglu. "Sin embargo, aquípudimos demostrar que simplemente cambiando la interacción entre astrocitos y neuronas, específicamente manipulando los astrocitos, también pudimos alterar drásticamente el cableado de las neuronas ".
Soderling y Eroglu colaboran a menudo científicamente, y elaboraron el plan del proyecto con café y pasteles. El plan era aplicar un método proteómico desarrollado en el laboratorio de Soderling que fue desarrollado por su asociado postdoctoral Tetsuya Takano, quien es el responsable del artículo.autor principal.
Takano diseñó un nuevo método que permitió a los científicos usar un virus para insertar una enzima en el cerebro de un ratón que marcaba las proteínas que conectan los astrocitos y las neuronas. Una vez etiquetadas con esta etiqueta, los científicos podían extraer las proteínas marcadas del tejido cerebraly utilice la instalación de espectrometría de masas de Duke para identificar la molécula de adhesión NrCAM.
Luego, Takano se asoció con Katie Baldwin, una asociada postdoctoral en el laboratorio de Eroglu, para ejecutar ensayos y determinar cómo la molécula de adhesión NrCAM juega un papel en la conexión entre los astrocitos y las sinapsis inhibidoras. Juntos, los laboratorios descubrieron que NrCAM era un eslabón perdido quecontroló cómo los astrocitos influyen en las sinapsis inhibitorias, demostrando que influyen en todas las 'notas' del cerebro.
"Tuvimos mucha suerte de tener miembros del equipo realmente cooperativos", dijo Eroglu. "Trabajaron muy duro y estaban abiertos a ideas locas. Yo llamaría a esto una idea loca".
El proyecto fue financiado por la Iniciativa NIH BRAIN, el Instituto Nacional sobre el Abuso de Drogas, el Premio Kahn a la Neurotecnología, la Fundación Uehara Memorial y la Sociedad Japonesa para la Promoción de la Ciencia.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Duke . Original escrito por Lindsay Key. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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