Descubrimiento de una señal ‘cómeme’ involucrada en la poda sináptica y la maduración de nuevas neuronas en el cerebro adulto
Reconstrucción tridimensional de imágenes microscópicas electrónicas que muestran una espina sináptica (azul) de una nueva neurona (rosa), que forma una sinapsis con otra neurona (azul claro), engullida por microglía (verde) en el bulbo olfatorio del ratón adulto. Crédito: Revista de Medicina Experimental (2022). DOI: 10.1084/jem.20202304
Un grupo de investigación dirigido por Kazunobu Sawamoto, profesor del Instituto de Ciencias del Cerebro, la Facultad de Ciencias Médicas de la Universidad de la Ciudad de Nagoya y el Instituto Nacional de Ciencias Fisiológicas, y Chihiro Kurematsu, estudiante de cuarto año. en la Escuela de Medicina de la Universidad de la Ciudad de Nagoya, ha aclarado el mecanismo que controla la poda sináptica de nuevas neuronas en el cerebro adulto.
En el cerebro de los mamíferos, las células madre neurales existen incluso después del nacimiento y se producen nuevas neuronas. A medida que estas nuevas neuronas maduran, forman conexiones llamadas sinapsis con las neuronas existentes para crear circuitos neuronales funcionales. Para que el cerebro se desarrolle y funcione normalmente, es importante mantener una cantidad adecuada de sinapsis, pero el mecanismo para regular la cantidad de sinapsis no se ha entendido completamente. Las células llamadas microglia, que existen cerca de las células nerviosas, juegan un papel importante en este proceso. La microglía puede «comer» (fagocitar) células muertas y también se sabe que digiere sinapsis adicionales durante el desarrollo. Sin embargo, se desconocía cómo las nuevas neuronas en el cerebro adulto eliminan las sinapsis adicionales durante la maduración.
El grupo de Sawamoto se centró en la fosfatidilserina (PS), una molécula que generalmente reside dentro de la membrana celular, pero se encuentra en la parte externa superficie de células muertas o sinapsis en desarrollo, donde es reconocido por microglia. Primero, los investigadores usaron un microscopio electrónico para examinar la microglía en detalle y observaron que la microglía en realidad engulle las sinapsis. A continuación, examinaron la localización de la PS y encontraron que la PS está expuesta fuera de la membrana celular en las sinapsis del cerebro del ratón adulto, especialmente en las sinapsis menos activas.
«Estudiar si la detección de la PS microglial es importante para la sinapsis poda y maduración normal de las neuronas en el cerebro adulto, necesitábamos ver qué sucede cuando el PS está enmascarado en ratones adultos vivos», dijo Sawamoto.
Finalmente, generaron ratones genéticamente modificados en los que el PS fuera de la membrana celular estaba enmascarado por una proteína, y se observó microglía y sinapsis. Como resultado, encontraron que en estos ratones, la microglía no podía comer las sinapsis correctamente, lo que resultó en que quedaran sinapsis adicionales. Además, las neuronas de estos ratones mostraron anomalías electrofisiológicas. Estos resultados indican que la poda sináptica de las neuronas recién nacidas por parte de la microglía es dependiente de PS en el cerebro adulto, y que este mecanismo es importante para la correcta maduración de las neuronas recién nacidas.
Estudios recientes han demostrado que las nuevas neuronas son también se produce en el cerebro humano durante el período neonatal, y se cree que la poda sináptica microglial es importante para el desarrollo del cerebro posnatal.
«Esperamos que la investigación de la eliminación sináptica dependiente de PS en modelos de ratón con enfermedades cerebrales al desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas para condiciones patológicas humanas como el autismo, donde se han observado anormalidades en la microglía y la densidad sináptica», dijo Kurematsu.
Los hallazgos completos del estudio se publican en el Journal of Experimental Medicamento.
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Descubriendo cómo las células inmunitarias nutren las conexiones cerebrales Más información: Chihiro Kurematsu et al, Poda sináptica dependiente de fosfatidilserina por microglía en la maduración de neuronas adultas, Journal of Experimental Medicina (2022). DOI: 10.1084/jem.20202304 Información de la revista: Journal of Experimental Medicine
Proporcionado por la Universidad de la Ciudad de Nagoya Cita: Descubrimiento de una señal «cómeme» involucrada en poda sináptica y maduración de nuevas neuronas en el cerebro adulto (17 de marzo de 2022) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-discovery-eat-me-involved-synaptic-pruning.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.