Las neuronas del cerebro tienden a recibir la mayor parte de la atención científica, pero un conjunto de células a su alrededor llamadas astrocitos, literalmente, células en forma de estrella, se ven cada vez más como actores cruciales para guiar al cerebro para que se organice correctamente.
Específicamente, los astrocitos, que forman aproximadamente la mitad de la masa de un cerebro humano, parecen guiar la formación de sinapsis, las conexiones entre neuronas que se forman y remodelan a medida que aprendemos y recordamos.
Un nuevo estudio de científicos de Duke y UNC ha descubierto una proteína crucial involucrada en la comunicación y coordinación entre los astrocitos mientras construyen sinapsis. Al carecer de esta molécula, llamada hepaCAM, los astrocitos no son tan pegajosos como deberían y tienden a pegarseconsigo mismos en lugar de formar conexiones con sus compañeros astrocitos.
Este hallazgo, en estudios en ratones con el gen de hepaCAM eliminado de sus astrocitos, es una pista importante en los esfuerzos por comprender varios trastornos cerebrales, incluido el deterioro cognitivo, la epilepsia y los trastornos del espectro autista. El trabajo aparece el 24 de junio en la revista. neurona .
También se sabe que un trastorno poco común llamado leucoencefalopatía megalencefálica MLC es causado por una mutación en el gen hepaCAM, y este trabajo podría proporcionar respuestas sobre qué es exactamente lo que salió mal. MLC es un trastorno del desarrollo que empeora progresivamente y causa macrocefaliacabeza grande, inflamación de la sustancia blanca del cerebro, discapacidad intelectual y epilepsia.
Al eliminar la hepaCAM de forma selectiva de los astrocitos para ver qué hace, "convertimos las células en introvertidas", dijo la autora principal Cagla Eroglu, profesora asociada de biología celular en la Facultad de Medicina de la Universidad de Duke.queriendo extender la mano, pero sin hepaCAM, comenzaron a abrazarse a sí mismos ".
"Si el astrocito hace uniones con sus vecinos, entonces comienzas a tener una red", dijo Eroglu. "Para hacer un cerebro funcional, necesitas una red astrocítica funcional".
Los investigadores se centraron en hepaCAM buscando genes que sean muy activos en los astrocitos y que hayan estado implicados en la disfunción cerebral. Se asociaron con otro grupo que trabajaba en hepaCAM en la Universidad de Barcelona, pero ese grupo ha estado analizando la moléculapor su papel en la regulación de los canales de señalización de cloruro en los astrocitos.
El grupo de Duke descubrió que la eliminación de hepaCAM de los astrocitos conducía a una red sináptica que se excitaba con demasiada facilidad y no se amortiguaba tan bien. "El efecto sobre las sinapsis inhibidoras fue el más fuerte", dijo la primera autora Katie Baldwin, quien recientemente se convirtió en asistenteprofesor de biología y fisiología celular en la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill. "Está disminuyendo la inhibición y aumentando la excitación, de modo que eso realmente podría apuntar a un mecanismo para la epilepsia".
Baldwin, quien hizo este trabajo como investigadora postdoctoral en el laboratorio de Eroglu, planea seguir investigando estas preguntas en su nuevo laboratorio en la UNC, probando si los ratones con deficiencia de hepaCAM se comportan de manera diferente o tienen cambios en el aprendizaje y la memoria, o si exhibenel estrés y la ansiedad social que son marcadores de los trastornos del espectro autista. Dijo que también podrían reintroducir las versiones de la proteína con mutación de enfermedad en ratones que nacieron sin ella para ver qué efectos tiene.
"Sabemos que hepaCAM está interactuando consigo mismo entre dos astrocitos, pero no sabemos con qué está interactuando en la sinapsis", dijo Baldwin. "No sabemos si podría estar interactuando con hepaCAM, que también se encuentra enlas neuronas, o si pudiera ser alguna otra proteína que aún no conocemos ".
Esta investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU. R01DA047258, R01NS102237, F32 NS100392, la Familia Foerster-Bernstein, la Fundación Hartwell y el Consejo Europeo de Investigación 725780 LinPro.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Duke . Original escrito por Karl Leif Bates. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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