El metabolismo de los lípidos controla el desarrollo del cerebro
La disminución de la actividad de las células madre reduce el rendimiento cognitivo
Una enzima del metabolismo de los lípidos controla la actividad de las células madre del cerebro y el desarrollo del cerebro a lo largo de toda la vida. Si la enzima no funciona correctamente, causa déficits de aprendizaje y memoria en humanos y ratones, como han descubierto los investigadores de la Universidad de Zurich. La regulación de la actividad de las células madre a través del metabolismo de los lípidos podría conducir a nuevos tratamientos para las enfermedades cerebrales.
Con los organoides cerebrales producidos por las células madre embrionarias humanas, se investigó el desarrollo temprano del cerebro humano. Los cultivos de células similares a órganos consisten en células madre neurales (verdes), células progenitoras (rojas) y células nerviosas (blancas).
Daniel Gonzalez-Bohorquez, UZH
Las células madre neurales no sólo son responsables del desarrollo temprano del cerebro, sino que permanecen activas durante toda la vida. Se dividen y generan continuamente nuevas células nerviosas y permiten al cerebro adaptarse constantemente a nuevas demandas. Diversas mutaciones genéticas impiden la actividad de las células madre neurales y, por lo tanto, provocan déficits de aprendizaje y memoria en las personas afectadas. Hasta ahora se sabe muy poco sobre los mecanismos responsables de esto.
La enzima regula la actividad de las células madre del cerebro
Un equipo internacional de investigación dirigido por Sebastian Jessberger, profesor del Instituto de Investigaciones sobre el Cerebro de la Universidad de Zurich (UZH), está demostrando por primera vez que una enzima del metabolismo de los lípidos regula la actividad de por vida de las células madre del cerebro, en un estudio publicado en Cell Stem Cell. Esta enzima, conocida como sintasa de ácidos grasos (FASN), es responsable de la formación de ácidos grasos. Una mutación específica en la información genética de la enzima causa déficits cognitivos en los pacientes afectados.
Encabezados por la postdoctora Megan Bowers y los candidatos a doctorado Tong Liang y Daniel González-Bohórquez, los investigadores estudiaron el cambio genético de la FASN en el modelo de ratón así como en los organoides cerebrales humanos - cultivos de células del cerebro similares a órganos que se forman a partir de células madre embrionarias humanas. "Este enfoque nos permite analizar en paralelo los efectos de la enzima defectuosa en los cerebros de los ratones adultos y durante el desarrollo temprano del cerebro humano", explica Jessberger. La investigación implicó la alteración de la información genética tanto de los ratones como de los organoides humanos de forma experimental, de modo que la enzima del metabolismo de los lípidos exhibiera la mutación exacta que se había encontrado en las personas con déficits cognitivos.
La disminución de la actividad de las células madre reduce el rendimiento cognitivo
La mutación del FASN condujo a la reducción de la división de las células madre, que constantemente generan nuevas células nerviosas, tanto en ratones como en tejido humano. La hiperactividad de la enzima mutada es responsable de esto, ya que las grasas se acumulan dentro de la célula, poniendo a las células madre bajo estrés y reduciendo su capacidad de división. De manera similar a los déficits cognitivos encontrados en las personas afectadas, los ratones también mostraron déficits de aprendizaje y memoria debido a la mutación. "Nuestros resultados proporcionan evidencia de la correlación funcional entre el metabolismo de los lípidos, la actividad de las células madre y el rendimiento cognitivo", dice Jessberger.
El mecanismo que se ha identificado ahora muestra cómo el metabolismo de los lípidos regula la actividad de las células madre neuronales y, por lo tanto, influye en el desarrollo del cerebro. "Los nuevos descubrimientos sobre los déficits de aprendizaje y memoria en las personas sólo fueron posibles gracias a la vinculación de nuestras investigaciones en modelos animales y en células humanas", subraya Jessberger. Según los científicos investigadores, su metodología proporciona un "plano" para llevar a cabo investigaciones detalladas sobre la actividad de las células madre del cerebro y su papel en los procesos cognitivos, y por lo tanto para lograr una mejor comprensión de las enfermedades poco comprendidas.
Las células madre como objetivo terapéutico para las enfermedades cerebrales
"Además, esperamos que sea posible controlar la actividad de las células madre de forma terapéutica para utilizarlas en la reparación del cerebro, por ejemplo, para el futuro tratamiento de los trastornos cognitivos o en asociación con enfermedades que implican la muerte de las células nerviosas, como la enfermedad de Parkinson o la enfermedad de Alzheimer", dice Sebastian Jessberger.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Megan Bowers, Tong Liang, Daniel Gonzalez-Bohorquez, Sara Zocher, Baptiste N. Jaeger, Werner J. Kovacs, Clemens Röhrl, Kaitlyn M. L. Cramb, Jochen Winterer, Merit Kruse, Slavica Dimitrieva, Rupert W. Overall, Thomas Wegleiter; "FASN-dependent lipid metabolism links neurogenic stem/progenitor cell activity to learning and memory deficits." Cell Stem Cell.2020.
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria de las ciencias biológicas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de biotecnología, productos farmacéuticos y ciencias de la vida le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
