Identificados mecanismos para restaurar vainas de mielina tras lesión o en esclerosis múltiple
Remielinización en la médula espinal tras degradación focal experimental de vainas de mielina, simulando una lesión provocada por esclerosis múltiple. En adultos jóvenes, la vaina de mielina (anillos oscuros) alrededor de los axones (estructuras circulares de color gris claro) se puede reconstruir, pero este proceso no es completamente eficiente y su eficiencia disminuye drásticamente con la edad y la progresión de la enfermedad. Crédito: Mert Duman
Un equipo de investigación dirigido por la profesora de neurobiología Claire Jacob ha identificado un mecanismo importante que se puede utilizar para controlar la restauración de las vainas de mielina después de una lesión traumática y en enfermedades degenerativas. Con los conocimientos adquiridos, los investigadores pudieron regenerar las vainas de mielina dañadas en ratones tratándolos con el principio activo teofilina, restaurando así la función de sus células nerviosas. Los hallazgos innovadores son el resultado de una investigación realizada en la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) y la Universidad de Friburgo en Suiza.
Las neuronas están compuestas de axones, es decir, largas extensiones parecidas a fibras que transmiten señales a otras células. Muchos de ellos están rodeados por una vaina de mielina, una gruesa capa de grasa que los protege y ayuda a transferir los estímulos rápidamente. Sin mielina, la capacidad funcional de las neuronas y por lo tanto de todo el sistema nervioso es limitada y las neuronas pueden degenerar fácilmente. La esclerosis múltiple (EM) es una de las enfermedades asociadas con la degradación de la vaina de mielina. Los pacientes con EM sufren episodios sucesivos de desmielinización que dan como resultado una pérdida progresiva de la función de su sistema nervioso. La remielinización de los axones puede prevenir esto.
El objetivo es restaurar la capa protectora de mielina de los axones
Las vainas de mielina intactas son un requisito previo para el funcionamiento saludable de los sistemas nerviosos periférico y central. . Si el sistema nervioso periférico (SNP) está dañado, en un accidente que involucre lesiones en los brazos o las piernas, por ejemplo, los axones y sus vainas de mielina pueden recuperarse relativamente bien. «La regeneración del SNP es bastante eficiente, aunque podría mejorarse», dijo la profesora Claire Jacob, señalando que incluso los jóvenes no experimentan una regeneración completa.
Sin embargo, el sistema nervioso central (SNC) es completamente diferente en este sentido ya que no hay una restauración eficiente de los axones y por lo tanto de la vaina de mielina después de una lesión. Esto significa que las lesiones del SNC suelen provocar parálisis permanente, como en el caso de la EM, cuando la pérdida de mielina provoca la degeneración del axón. La EM es la enfermedad neurodegenerativa más común del SNC y es atribuible a la degradación de la vaina de mielina de las neuronas. La aparición de lesiones sucesivas puede provocar la pérdida permanente de la función del SNC si la restauración de la vaina de mielina es ineficaz. La capacidad del cuerpo para remielinizar disminuye dramáticamente con la edad. «Para promover la restauración de la mielina, necesitamos comprender el proceso que controla el mecanismo», enfatizó Jacob.
En el proyecto reciente, su grupo de investigación investigó cómo se produce la remielinización tanto en el sistema nervioso central como en el periférico. sistemas de ratones. «Primero, queríamos comprender el proceso que bloquea la remielinización. Posteriormente, estudiamos cómo contrarrestar este efecto de bloqueo». Los neurocientíficos identificaron una proteína llamada eEF1A1 como un factor clave en el proceso y encontraron que eEF1A1 activado por acetilación previene el proceso de remielinización, pero si eEF1A1 es desactivado por desacetilación, las vainas de mielina pueden reconstruirse. La proteína que desacetila eEF1A1 es la enzima llamada histona desacetilasa 2 (HDAC2).
La teofilina promueve la reconstrucción de la mielina tanto en el sistema nervioso central como en el periférico
«Una vez que entendimos este proceso, decidimos tratar de controlarlo aumentando la actividad de HDAC2 y su síntesis en las células», dijo Jacob. Esto se logró utilizando el principio activo teofilina, que también está presente en las hojas de té y se ha utilizado durante mucho tiempo en el tratamiento del asma. En un modelo de ratón, el uso de teofilina durante un período de cuatro días resultó en una recuperación significativa. La restauración de las vainas de mielina fue particularmente impresionante en el SNP, donde se recuperaron por completo. La regeneración también mejoró en el SNC, ya que hubo una reconstrucción rápida y eficiente de las vainas de mielina tanto en ratones jóvenes como viejos. Una dosis baja del principio activo fue suficiente para desencadenar las mejoras, una gran ventaja con respecto a los efectos secundarios conocidos de la teofilina, que ocurren con dosis más altas.
«En resumen, este estudio [] muestra que la teofilina, al activar HDAC2, promueve la desacetilación de eEF1A1, aumenta [] la velocidad y la eficiencia de la remielinización después de la lesión del SNP y el SNC, por lo que aparece como un compuesto muy prometedor para probar en futuros estudios traslacionales para acelerar y promover la remielinización después de lesiones traumáticas o en el contexto de desmielinización trastornos», escriben los autores en su artículo publicado en Nature Communications. Actualmente se está buscando financiación para los correspondientes ensayos clínicos en pacientes, mientras que ya se ha presentado una solicitud de patente.
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No todas las enfermedades similares a la esclerosis múltiple son iguales Más información: Mert Duman et al. La desacetilación de EEF1A1 permite la activación transcripcional de la remielinización, Nature Communications (2020). DOI: 10.1038/s41467-020-17243-z Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por Universitaet Mainz Cita: Mecanismos identificados para restaurar las vainas de mielina después de una lesión o en esclerosis múltiple (2020, 24 de agosto) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-08-mechanisms-myelin-sheaths-injury-multiple.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.