Se descubre un mecanismo de regeneración en la mosca de la fruta que podría abrir nuevas vías para reparar lesiones cerebrales
Publicado originalmente por Dionne Seah, Facultad de Medicina Duke-NUS, el 8 de agosto de 2023
Investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad Duke-NUS han descubierto la capacidad regenerativa de protuberancias formadas en células madre neurales latentes (NSC) de las moscas de la fruta que habían sufrido lesiones. Publicado en Developmental Cell, los hallazgos establecen las NSC de la mosca de la fruta como un nuevo y poderoso modelo para desbloquear los secretos de la regeneración neuronal y que algún día podrían conducir a nuevas terapias para reparar el daño causado por el envejecimiento del cerebro humano.
El estudio es el primero en demostrar que las protuberancias que se forman en las células madre neurales (NSC) lesionadas de la mosca de la fruta, pueden regenerarse. Sin embargo, esta capacidad disminuye con la edad, al igual que sucede con la capacidad de las neuronas de los mamíferos para hacer volver a crecer las conexiones dañadas, a medida que envejecen.
Los investigadores descubrieron que el aparato de Golgi, un orgánulo que procesa proteínas y las envía a sus destinos, es importante para esta capacidad de regeneración en su papel como centro organizador de microtúbulos de NSC latentes. Los microtúbulos proporcionan estructura a las células, transportan sustancias dentro de las células y permiten la división y el crecimiento celular, así como el envío y recepción de señales neuronales, en las moscas de la fruta.
Los científicos identificaron asímismo dos proteínas de Golgi, Arf1 y Sec71, también de gran importancia para la reactivación, ya que se vinculan con la proteína de unión a microtúbulos Msps / XMAP215 para impulsar el crecimiento de microtúbulos en las NSC, activando así las células madre latentes.
Un estudio relacionado, realizado por el mismo equipo de investigación, publicado en los informes EMBO, también revelaba el papel crítico de la proteína Patronina, vinculada a los microtúbulos, que junto con Arf1 y Sec71 actúa como factor de activación de NSC latentes de la mosca de la fruta.
"Tomados en conjunto, nuestros hallazgos sugieren una nueva vía que involucra las proteínas de Golgi Arf1 y Sec71 y los reguladores de microtúbulos Patronin / CAMSAP y Msps que pueden cambiar el estado de las NSC quiescentes a un estado proliferativo activo", dijo el primer autor, el Dr. Mahekta Gujar, investigador del Programa de Neurociencia y Trastornos del Comportamiento (NBD) de Duke-NUS. "Esto arroja luz sobre cómo las células madre latentes en el cerebro pueden reactivarse y puede llevarnos a descubrir nuevas formas de estimular la activación de las NSC para tratar lesiones o enfermedades neurodegenerativas".
Se observó que el aparato de Golgi era fundamental para la regeneración, dirigiendo el rebrote de las protuberancias NSC dañadas. Arf1, Sec71, Msps y Patronin permitieron este proceso de reparación, mientras que un nivel elevado de Arf1 pudo mejorar la regeneración.
"Los paralelismos entre la regeneración de NSC de la mosca de la fruta y el rebrote de neuronas dañadas en mamíferos son sorprendentes", dijo el autor principal, el profesor Wang Hongyan, Director Adjunto del Programa NBD. "Al establecer las NSC de la mosca de la fruta como un nuevo modelo para estudiar la regeneración, ahora podemos realizar exámenes genéticos para identificar sistemáticamente los factores que pueden superar las barreras relacionadas con la edad para la regeneración, después de una lesión. Este avance puede desbloquear nuevas estrategias terapéuticas para estimular la regeneración neuronal en cerebros humanos envejecidos".
"Estos estudios avanzan significativamente nuestra comprensión fundamental de la biología básica de las células madre neurales y la reparación neuronal", agregó el profesor Patrick Tan, vicedecano senior de investigación en Duke-NUS. "Partiendo del conocimiento de la genética de la mosca de la fruta, la profesora Wang y su equipo han descubierto nuevos jugadores moleculares que pueden traducirse en el futuro en tratamientos innovadores para enfermedades neurodegenerativas y lesiones de la médula espinal".
Más información: 1. Mahekta R. Gujar, Yang Gao, Xiang Teng, Qiannan Deng, Kun-Yang Lin, Ye Sing Tan, Yusuke Toyama y Hongyan Wang. Reactivación y regeneración dependientes de Golgi de células madre neurales quiescentes. Célula del desarrollo (2023). www.biorxiv.org/content/10.110 ... /2022.08.22.504877v1
2.Mahekta R Gujar et al, Patronin / CAMSAP promueve la reactivación y regeneración de células madre neurales quiescentes de Drosophila, informes EMBO (2023). DOI: 10.15252/embr.202256624
Información de la revista: Developmental Cell; Informes EMBO
Operado por Duke-NUS Medical School
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