Cómo las células de araña iluminan el cerebro
Ilustración de una célula de araña (arriba en rojo) que se conecta a una neurona piramidal (en verde en la parte inferior) en su segmento inicial axonal (en azul). Crédito: CSHL
Dentro de la intrincada red de células que forman el cerebro, las células de araña se destacan por su elaborada estructura ramificada. Con una forma elegante similar a la de su homónimo, una sola célula de araña se extiende para conectarse y comunicarse con más de otras 100 neuronas. Las anomalías en las células de araña se han relacionado con la epilepsia, el autismo y la esquizofrenia, lo que subraya su papel fundamental en el mantenimiento del equilibrio de las señales cerebrales. Sin embargo, estas células han sido notoriamente difíciles de estudiar ya que su número es reducido, por lo que hasta hace poco, las células de araña seguían siendo en gran parte enigmáticas.
Las células candelabro son reguladores influyentes de la señalización en el cerebro, según la profesora del Laboratorio Cold Spring Harbor (CSHL), Linda Van Aelst, el estudiante graduado de CSHL/Stony Brook University, Nicholas Gallo, y el profesor adjunto de Penn State, Anirban Paul. Señalan en un artículo de revisión publicado en línea el 18 de junio de 2020 en la revista Trends in Neurosciences (TINS) que, además de la gran abundancia de sus conexiones, las células de araña tienen un método de comunicación inusualmente directo. La mayoría de las neuronas contactan a sus neuronas objetivo en lugares que no generan directamente «picos» eléctricos, pero las células de araña se conectan directamente a la parte de una neurona objetivo que inicia un pico. Los picos facilitan la comunicación a corta y larga distancia en el cerebro. Van Aelst explica: «En principio, la célula candelabro es ideal para ejercer un poderoso control sobre la salida o el aumento de las neuronas vecinas».
En los últimos años, los científicos han podido aplicar nuevas herramientas para comprender estas neuronas previamente células mal entendidas. En particular, un ratón modificado genéticamente del profesor Z. Josh Huang del CSHL y un método de etiquetado desarrollado en el laboratorio de Van Aelst brindan a los investigadores la capacidad de encontrar y manipular las células.
Imagen de microscopio de una célula de araña (roja, parte superior de la pantalla) que se conecta a los segmentos iniciales del axón (azul) de las neuronas piramidales vecinas (verde). La transmisión de información de las células de araña a las neuronas piramidales es fundamental para regular la función del circuito en el cerebro adulto y en desarrollo. La barra de escala es de 20 um Crédito: CSHL
El artículo de TINS detalla descubrimientos importantes sobre cuándo y cómo se forman las células de araña y establecen sus conexiones, así como la evidencia acumulada que vincula las células con trastornos del desarrollo neurológico. Gallo describe cómo la epilepsia podría ser causada por tener demasiadas o muy pocas células de araña:
«El punto principal para llevar a casa es que existe este desequilibrio en la excitación y la inhibición en el cerebro. Así que estaba pensando que es como un balancín, ya sabes, para mantenerlo nivelado, para que las cosas funcionen correctamente. Pero si tienes un aumento en la inhibición o un aumento en la excitación, de cualquier manera, va a causar epilepsia. Si provocas demasiada excitación, obtendrás una convulsión».
Las prioridades para futuras investigaciones incluyen observar cómo las células de araña difieren en diferentes partes del cerebro, así como determinar cómo otros tipos de células influyen en el desarrollo y el cableado de las células de araña. Es importante destacar que Van Aelst, Gallo y Paul dicen que tales estudios les permitirán desentrañar los roles funcionales de las células y sus contribuciones a la enfermedad. Van Aelst cree que la investigación de las celdas de lámparas de araña se está iluminando:
«En los últimos años, han surgido varias tecnologías nuevas que nos permitieron abordar un poco mejor (todavía es un desafío) obtener más información sobre las celdas de lámparas de araña. Hay tantas cosas geniales por hacer. ¿Tiene un impacto diferente en el comportamiento? ¿Hay diferentes moléculas involucradas? Lo bueno es que si tienes una molécula, puedes manipular una molécula y ver dónde afecta esas propiedades fisiológicas, ¿verdad? esa es la razón por la cual la emoción en los últimos años».
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Los científicos descubren dos proteínas que controlan la arquitectura de las células de araña Más información: Nicholas B. Gallo et al, Shedding Light on Chandelier Cell Development, Connectivity, and Contribution to Neural Disorders, Tendencias en Neurociencias (2020). DOI: 10.1016/j.tins.2020.05.003 Proporcionado por Cold Spring Harbor Laboratory Cita: How chandelier cells light up the brain (2020, 18 de junio) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress. com/news/2020-06-chandelier-cells-brain.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.