Inflamación para la regeneración
Wikimedia, Marrabbio2El secreto de la notable capacidad del pez cebra para reparar sus cerebros es la inflamación, según un informe publicado en línea hoy (8 de noviembre) en Science. Las células madre neurales en el cerebro de los peces expresan un receptor para las moléculas de señalización inflamatorias, que hacen que las células se multipliquen y se conviertan en nuevas neuronas.
«Este es un artículo muy interesante». ; dijo Guo-li Ming, profesor de neurología y neurociencia en la Universidad Johns Hopkins en Baltimore, que no participó en el estudio. «Es bien sabido que los peces tienen esta capacidad de auto-reparación, y este documento proporciona un mecanismo». dijo.
El pez cebra, como muchos otros vertebrados, es capaz de regenerar una variedad de tejidos corporales, incluido el cerebro. De hecho, dijo Michael Brand, profesor de genética del desarrollo en la Technische Universität de Dresden, Alemania, “los mamíferos son los que parecen haber perdido esta capacidad—son algo raros…
El año pasado, Brand y su equipo descubrieron que las células madre gliales radiales son responsables de producir nuevas neuronas durante la regeneración del cerebro en el pez cebra. Pero no sabían qué impulsó a estas células a entrar en acción. La inflamación parecía un buen candidato, explicó Brand, ya que surge como una respuesta inmediata a la lesión.
Brand y sus colegas introdujeron Zymosan A, un factor inmunogénico derivado de la levadura, en el cerebro del pez cebra para inducir la inflamación en ausencia de lesión. . Descubrieron que, al igual que la lesión cerebral, Zymosan A inducía una proliferación significativa de células gliales y un nuevo crecimiento neuronal. Sin embargo, en peces con respuestas inmunitarias suprimidas, la lesión cerebral no indujo la regeneración, lo que sugiere aún más un papel de la inflamación.
A continuación, el equipo buscó genes que se expresaran de manera diferente en las células gliales radiales entre cerebros lesionados y no lesionados. . Encontraron varios candidatos, pero uno llamó nuestra atención en particular, dijo Brand. Era la proteína de la superficie celular cisteinil leucotrieno receptor 1 (Cystlr1), que se une a las moléculas de señalización llamadas leucotrienos que son producidas por los glóbulos blancos o leucocitos. En nuestro estudio anterior, habíamos encontrado que una de las primeras respuestas en un cerebro lesionado es la entrada masiva de leucocitos en el sitio de la lesión, explicó Brand, por lo que el receptor de leucotrienos parecía una opción obvia para futuras investigaciones.
Efectivamente, el bloqueo de la actividad de Cystlr1 en los peces redujo el potencial regenerativo de sus cerebros. Además, la introducción de moléculas de leucotrieno solas en el cerebro de los peces recreó la proliferación de células gliales y la neurogénesis que se observan después de una lesión cerebral o del tratamiento con Zymosan A.
No se sabía que este receptor se expresa en las células madre neurales adultas, dijo Brand. Por lo general, se considera que es un mediador inmunitario. . . así que lo que hemos encontrado, esencialmente, es un papel muy novedoso de esta vía de señalización. Brand y sus colegas ahora planean estudiar si la vía de los leucotrienos está presente en el cerebro de los mamíferos y, de ser así, en qué se diferencia.
El efecto de la inflamación, en sí, difiere considerablemente entre el pez cebra y los mamíferos. Por un lado, dijo Ming, la inflamación en el cerebro inhibe la regeneración en los mamíferos porque induce a las células gliales a formar una cicatriz, en lugar de nuevas neuronas. Además, dijo Phillip Popovich, profesor de neurociencia en la Universidad Estatal de Ohio, que no participó en el estudio, la lesión o la inflamación inducida por Zymosan A desaparece en cuestión de días en los cerebros de los peces cebra, pero persiste mucho más tiempo en los cerebros de los mamíferos durante muchas semanas. o incluso meses.
A pesar de las diferencias, los nuevos hallazgos ofrecen un punto de partida para la comparación, dijo Popovich. El modelo de pez cebra podría brindar una oportunidad única para identificar vías de señalización molecular clave y compuestos biológicamente activos asociados con lesiones tisulares que son necesarios para promover la regeneración, pero que faltan [o son disfuncionales] en los mamíferos.
N. Kyritsis et al., La inflamación aguda inicia la respuesta regenerativa en el cerebro del pez cebra adulto, Science, doi: 10.1126/science.1228773, 2012.
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