Una nueva investigación de la Universidad de Ciencias y Salud de Oregón revela por primera vez la función de una unión poco conocida entre células del cerebro que podría tener importantes implicaciones terapéuticas para afecciones que van desde la esclerosis múltiple hasta la enfermedad de Alzheimer y un tipo de cáncer cerebral conocido como glioma.
El estudio publicado hoy en la revista Neurociencia de la naturaleza.
Los neurocientíficos se centraron en la unión, o sinapsis, que conecta las neuronas con una célula no neuronal, conocida como células precursoras de oligodendrocitos u OPC. Las OPC pueden diferenciarse en oligodendrocitos, que producen una vaina alrededor de los nervios conocida como mielina. La mielina es la funda protectora que cubre el axón de cada célula nerviosa, la porción filiforme de una célula que transmite señales eléctricas entre las células.
El estudio encontró que estas sinapsis desempeñan un papel fundamental en la producción de esa mielina.
«Esta es la primera investigación de estas sinapsis en tejido vivo», dijo la autora principal Kelly Monk, Ph.D., profesora y codirectora del Instituto Vollum de OHSU. «Esto permite comprender las propiedades básicas y fundamentales de cómo funcionan estas células en el desarrollo normal. En el futuro, podríamos observar cómo funcionan de manera diferente en el contexto de los pacientes con EM».
El hecho de que estas sinapsis existan fue el tema de un descubrimiento histórico realizado por investigadores de OHSU en Vollum que se publicó en la revista Naturaleza en mayo de 2000. Hasta ese momento, se sabía que las sinapsis en el cerebro sólo transportaban neurotransmisores entre neuronas, por lo que el descubrimiento de una sinapsis entre neuronas y OPC fue una revelación.
«Después de dos décadas, todavía no sabíamos qué hacen estas sinapsis», dijo Monk.
Los científicos abordaron el problema utilizando imágenes unicelulares de tejido vivo del pez cebra, cuyos cuerpos transparentes permiten a los investigadores ver el funcionamiento interno de su sistema nervioso central en tiempo real. Utilizando nuevas y poderosas herramientas en imágenes, farmacología y edición de genes, los investigadores pudieron utilizar sinapsis entre neuronas y OPC para predecir el momento y la ubicación de la formación de mielina.
Es probable que los hallazgos sean la punta del iceberg en términos de comprensión de la importancia de estas sinapsis, dijo el autor principal Jiaxing Li, Ph.D., becario postdoctoral en el laboratorio de Monk.
Las células precursoras de oligodendrocitos comprenden aproximadamente el 5% de todas las células del cerebro, lo que significa que las sinapsis que forman con las neuronas podrían ser relevantes para muchas enfermedades, incluida la formación de tumores cancerosos.
Li señaló que estudios anteriores han sugerido un papel de las OPC en una variedad de afecciones neurodegenerativas, incluidos trastornos desmielinizantes como la EM, enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer e incluso trastornos psiquiátricos como la esquizofrenia.
Al demostrar la función básica de la sinapsis entre las neuronas y las OPC, Li dijo que el estudio puede conducir a nuevos métodos de regulación de la función de las OPC para alterar la progresión de la enfermedad. Por ejemplo, estas sinapsis podrían ser la clave para promover la remielinización en condiciones como la EM, donde la mielina se ha degradado. En la EM, esta degradación puede ralentizar o bloquear las señales eléctricas necesarias para que las personas vean, muevan los músculos, sientan sensaciones y piensen.
«Puede haber una manera de intervenir para aumentar la vaina de mielina», dijo.
Monk dijo que el descubrimiento puede ser más inmediatamente relevante para el cáncer.
«En el glioma, estas sinapsis son secuestradas para impulsar la progresión del tumor», dijo. «Quizás sea posible modular la entrada sináptica implicada en la formación de tumores, al mismo tiempo que se permite la señalización sináptica normal».
Aunque estas células precursoras constituyen aproximadamente el 5% de todas las células cerebrales humanas, sólo una fracción pasa a formar oligodendrocitos.
«Está quedando bastante claro que estas OPC tienen otras funciones además de formar oligodendrocitos», dijo Monk. «Desde una perspectiva evolutiva, no tiene sentido tener tantas de estas células precursoras en el cerebro si no están haciendo algo».
Por lo tanto, su conexión sináptica con las neuronas probablemente desempeña un papel fundamental en el cerebro y es digna de exploración futura, dijo.
Además de Monk y Li, los coautores incluyen a Tania Miramontes de OHSU y Tim Czopka, Ph.D., del Centro de Ciencias Clínicas del Cerebro de la Universidad de Edimburgo en el Reino Unido.
