Descifrar los secretos de la regeneración de la médula espinal proteína a proteína
"Con esta comprensión, esperamos desarrollar en el futuro nuevos enfoques terapéuticos para las lesiones medulares en humanos"
Los científicos llevan mucho tiempo intentando comprender cómo ciertos animales, como el pez cebra, son capaces de regenerar fibras nerviosas y recuperar la función motora perdida tras una lesión medular. En los humanos, estas lesiones son irreparables y provocan una pérdida permanente de funciones, como la parálisis. Un equipo internacional dirigido por Daniel Wehner, del Instituto Max Planck para la Ciencia de la Luz y el Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin de Erlangen (Alemania), ha logrado demostrar que un grupo de proteínas poco estudiadas hasta ahora inhiben la regeneración del sistema nervioso central en mamíferos al alterar las propiedades estructurales y mecánicas del tejido de la herida.
La imagen muestra tejido cicatricial en el cerebro humano tras una lesión traumática. Los depósitos de proteínas SLRP en la cicatriz se muestran en magenta y cian.
Daniel Wehner
En los mamíferos, incluidos los humanos, se forma tejido cicatricial tras una lesión de la médula espinal como parte del proceso de curación. En los mamíferos, sin embargo, esto tiene un grave inconveniente: el tejido cicatricial no puede ser penetrado por los nervios que vuelven a crecer. En consecuencia, los nervios seccionados no pueden regenerarse. En caso de lesión de la médula espinal, se produce una parálisis permanente. En estudios anteriores, Daniel Wehner demostró que el pez cebra también forma tejido cicatricial tras una lesión medular. Sin embargo, el pez cebra es capaz de regenerar los nervios y recuperar la función motora, incluso tras una lesión grave de la médula espinal. Aún no se sabe muy bien cómo lo consiguen. Daniel Wehner y su equipo del Instituto Max Planck para la Ciencia de la Luz (MPL) intentan cambiar esta situación.
El pez cebra, objeto de la investigación de Daniel Wehner, es frugal y poco exigente. Como vertebrados, son genéticamente similares a los humanos; más del 80 por ciento de los genes conocidos como causantes de enfermedades humanas se encuentran también en estos peces. Además, las larvas de pez cebra son transparentes, lo que significa que la formación de tejidos puede estudiarse en el animal vivo utilizando técnicas de imagen de última generación, algunas de
que se están desarrollando en el MPL.
En trabajos científicos anteriores, el grupo de investigación de Daniel Wehner y científicos del Departamento de Optomecánica Biológica dirigido por Jochen Guck, director en el instituto de Erlangen, ya demostraron que "debe" haber diferencias entre la composición bioquímica y las propiedades mecánicas del tejido cicatricial en mamíferos y el tejido de heridas en el pez cebra. En el pez cebra, el tejido de la médula espinal se endurece tras una herida, mientras que en los mamíferos se observa lo contrario. Además, los científicos descubrieron que las fibras nerviosas del pez cebra no sólo pueden crecer a través del tejido de la herida, sino que su crecimiento se ve estimulado por él. En un nuevo artículo publicado en la revista Nature Communications, el equipo ha identificado ahora otra pieza del rompecabezas para comprender la diferencia entre la cicatrización de heridas y la capacidad asociada de la médula espinal para regenerarse en mamíferos y peces cebra.
En el estudio actual, Wehner y sus colegas compararon el tejido de heridas de rata con el del pez cebra para encontrar nuevos componentes que pudieran interferir en la regeneración nerviosa en mamíferos. "Queríamos averiguar si hay proteínas inhibidoras en el tejido cicatricial de la rata que no estén presentes en el pez cebra", explica Julia Kolb, primera autora de la publicación y estudiante de doctorado en el grupo de Wehner. En una colaboración interdisciplinar entre los grupos de investigación del MPL de Wehner, Kanwarpal Singh y el departamento del director Jochen Guck, los científicos lograron identificar proteínas pertenecientes a la familia de los pequeños proteoglicanos ricos en leucina (SLRP), muy abundantes en el tejido cicatricial de ratas, ratones y humanos. Sin embargo, apenas eran detectables en el tejido de la herida tras una lesión medular en el pez cebra.
El equipo utilizó entonces la genética más avanzada para aumentar la abundancia de proteínas SLRP en el tejido de la herida del pez cebra. El resultado fue claro: la capacidad regenerativa de los peces manipulados se redujo significativamente y las propiedades mecánicas del tejido de la herida cambiaron a un estado similar al del tejido cicatricial de los mamíferos.
Daniel Wehner: "Este resultado no sólo es sumamente emocionante y ofrece una explicación a la diferencia de capacidad regenerativa entre humanos y peces cebra, sino que también abre la posibilidad de que poco a poco podamos entender mejor el desarrollo del tejido cicatricial en mamíferos. El pez cebra carece de muchos factores que inhiben la regeneración nerviosa en los mamíferos. Tales componentes, como los SLRP estudiados por el grupo MPL, pueden aislarse y comprobar individualmente su modo de acción en los peces. Wehner mira hacia el futuro: "Con estos conocimientos, esperamos desarrollar en el futuro nuevos enfoques terapéuticos para las lesiones medulares en humanos".
La publicación original es fruto de la cooperación entre las siguientes instituciones Instituto Max Planck para la Ciencia de la Luz; Max-Planck-Zentrum für Physik und Medizin; Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg; Universitätsklinikum Erlangen; Technische Universität Dresden; Max Planck Institute for Biochemistry; Biomedical Research Foundation Academy of Athens; University of Ioannina; VIB-Neuroelectronics Research Flanders; KU Leuven.
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.
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