Mecanismos clave para la regeneración de neuronas
Los investigadores han demostrado cómo las células gliales se reprograman en neuronas mediante modificaciones epigenéticas
Los trastornos neurológicos, como traumatismos, derrames cerebrales, epilepsia y diversas enfermedades neurodegenerativas, suelen provocar la pérdida permanente de neuronas, lo que causa importantes alteraciones de la función cerebral. Las opciones terapéuticas actuales son limitadas, sobre todo por la dificultad de reemplazar las neuronas perdidas. La reprogramación neuronal directa, un procedimiento complejo que implica cambiar la función de un tipo de célula en otro, ofrece una estrategia prometedora. En cultivos celulares y en organismos vivos, las células gliales -las células no neuronales del sistema nervioso central- se han transformado con éxito en neuronas funcionales. Sin embargo, los procesos implicados en esta reprogramación son complejos y requieren una mayor comprensión. Esta complejidad supone un reto, pero también una motivación, para los investigadores del campo de la neurociencia y la medicina regenerativa.
Dos equipos, uno dirigido por Magdalena Götz, Jefa del Departamento del Centro de Células Madre del Helmholtz de Múnich, Catedrática de Genómica Fisiológica de la LMU e investigadora del Cluster de Excelencia SyNergy, y otro dirigido por Boyan Bonev en el Helmholtz Pioneer Campus, exploraron los mecanismos moleculares en juego cuando las células gliales se convierten en neuronas mediante un único factor de transcripción. En concreto, los investigadores se centraron en pequeñas modificaciones químicas del epigenoma. El epigenoma ayuda a controlar qué genes están activos en distintas células en distintos momentos. Por primera vez, los equipos han demostrado lo coordinado que está el recableado del epigenoma, provocado por un único factor de transcripción.
Utilizando métodos novedosos de elaboración de perfiles epigenómicos, los investigadores identificaron que una modificación postraduccional del factor de transcripción neurogénico Neurogenin2 influye profundamente en el recableado epigenético y la reprogramación neuronal. Sin embargo, el factor de transcripción por sí solo no basta para reprogramar las células gliales. En un importante descubrimiento, los investigadores identificaron una nueva proteína, el regulador transcripcional YingYang1, como agente clave en este proceso. YingYang1 es necesaria para abrir la cromatina para la reprogramación, para lo cual interactúa con el factor de transcripción. "La proteína Ying Yang 1 es crucial para lograr la conversión de astrocitos en neuronas", explica Götz. "Estos hallazgos son importantes para entender y mejorar la reprogramación de células gliales a neuronas, y así acercarnos a soluciones terapéuticas".
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Publicación original
Allwyn Pereira, Jeisimhan Diwakar, Giacomo Masserdotti, Sude Beşkardeş, Tatiana Simon, Younju So, Lucía Martín-Loarte, Franziska Bergemann, Lakshmy Vasan, Tamas Schauer, Anna Danese, Riccardo Bocchi, Maria Colomé-Tatché, Carol Schuurmans, Anna Philpott, Tobias Straub, Boyan Bonev, Magdalena Götz; "Direct neuronal reprogramming of mouse astrocytes is associated with multiscale epigenome remodeling and requires Yy1"; Nature Neuroscience, 2024-7-2
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