Científicos identifican alteraciones neuronales subyacentes a trastornos de la alimentación y la deglución en niños
En un nuevo estudio, los científicos del Instituto de Investigación Biomédica Fralin en VTC informaron su descubrimiento de cómo una condición genética rara interrumpe las interacciones clave entre la cresta neural (verde) y las células placodas en el cerebro temprano desarrollo. Esta interrupción altera críticamente la proporción y las características moleculares de las neuronas sensibles al dolor (rojas) en el nervio craneal en desarrollo del ratón. Crédito: laboratorio LaMantia.
Cada vez que masticas comida, hablas, bostezas o sientes un dolor de muelas, las células nerviosas craneales envían señales electroquímicas a tu cerebro. Algunas de estas neuronas detectan el dolor, mientras que otras perciben los movimientos de los músculos faciales o las sensaciones en la piel.
Ahora, en un nuevo estudio publicado en Disease Models & Mechanisms, los científicos del Instituto de Investigación Biomédica Fralin en VTC dirigidos por Anthony-Samuel LaMantia describen el desarrollo temprano de las neuronas sensibles al dolor y al movimiento en la cara y la garganta. Los hallazgos revelan una característica previamente inexplorada del desarrollo del cerebro y los nervios craneales que subyace a la alimentación, la deglución y el habla.
«Pudimos demostrar por primera vez que esta interacción momentánea entre dos grupos de células juega un papel crucial papel en la regulación del movimiento y la inervación sensible al dolor en la cara», LaMantia, profesora y directora del Centro de Investigación en Neurobiología del Instituto de Investigación Biomédica Fralin.
Los investigadores examinaron el desarrollo neuronal temprano en embriones de ratones con síndrome de DiGeorge, un trastorno genético raro asociado con anomalías neurales y faciales. Al igual que los pacientes humanos que nacen con DiGeorge, los ratones pueden portar la misma mutación genética, lo que proporciona un modelo ideal para estudiar dónde falla el desarrollo a nivel celular y molecular.
Los niños que nacen con DiGeorge suelen tener problemas para coordinar la succión y la deglución leche, una condición llamada disfagia pediátrica, pero no está claro cómo la mutación causa estas anomalías funcionales. Si bien los movimientos de la boca, la lengua y la garganta relacionados con la alimentación están controlados por neuronas motoras, las neuronas mecanosensoriales, objeto de este estudio, detectan e integran señales de movimiento para afinar el comportamiento. El estudio también evaluó las neuronas sensibles al dolor, o nociceptores, que controlan los aspectos potencialmente dañinos de la conducta alimentaria, incluidas las temperaturas excesivas y los irritantes como la capsaicina en los pimientos picantes.
LaMantia y su laboratorio han estado estudiando este síndrome para desentrañar facetas del desarrollo de los nervios craneales y los comportamientos orofaríngeos durante una década.
Basándose en su investigación anterior, los científicos sabían que en el noveno día del desarrollo del embrión de ratón, dos grupos de células de la cresta neural y de la placoda debían reunirse para comenzar a diseñar el nervio facial Sabían que en los ratones sindrómicos, algo salió mal en esta etapa de desarrollo que tuvo consecuencias perjudiciales en el comportamiento, pero necesitaba más investigación.
«Al principio, no estábamos seguros de si estos dos grupos de células simplemente no estaban migrando juntos para reunirse en el lugar correcto, o si estaban en el lugar correcto en el momento correcto, y simplemente no pudieron comunicarse», dijo LaMantia.
Con estos datos recientemente publicados, LaMantia’s el laboratorio ahora sospecha que esto último es cierto.
Combinando análisis in vivo e imágenes para visualizar una variedad de marcadores moleculares, los investigadores encontraron que las células de la cresta neural se estaban convirtiendo en neuronas sensibles al dolor demasiado pronto. Esta diferenciación prematura hizo que la cantidad de células placodas, que se convierten en neuronas mecanosensoriales, aumentara en relación con las células de la cresta neural.
Este estudio se basa en trabajos anteriores del laboratorio de LaMantia. Hace siete años, los investigadores examinaron si las neuronas de los nervios craneales en desarrollo estaban desarrollando axones que alcanzaban objetivos funcionales en la cara, la boca y la garganta. Descubrieron que, en comparación con los ratones ordinarios, los embriones de ratones sindrómicos carecían de la inervación adecuada; los axones eran más cortos, estaban fuera de lugar y desorganizados.
«Las neuronas no solo estaban confundidas acerca de lo que se suponía que debían hacer, sino que sus axones también no funcionaban». «No tienen destinos precisos, simplemente se perdieron», dijo LaMantia.
En un estudio de seguimiento, el laboratorio de LaMantia identificó genes clave involucrados en la regulación del crecimiento axonal normal en el nervio craneal. Sorprendentemente, los investigadores pudieron restaurar el crecimiento de los nervios craneales ordinarios en ratones con síndrome de DiGeorge mediante la supresión de un gen específico.
El nuevo descubrimiento revela cómo los cambios en la expresión génica asociados con el síndrome de DiGeorge desestabilizan el crecimiento de las neuronas sensoriales al interrumpir un interacción clave entre la cresta neural y las células placodas. El laboratorio de LaMantia ahora tiene como objetivo descubrir las señales moleculares que estos grupos de células necesitan para ensamblar un nervio craneal sano.
«Ahora que hemos identificado el punto de divergencia donde se originan estos problemas orofaríngeos funcionales, nuestro siguiente paso será ser entender el vocabulario que usan estas células para comunicarse entre sí», dijo LaMantia.
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Proporcionado por Virginia Tech Cita: Los científicos identifican alteraciones neuronales subyacentes a los trastornos de alimentación y deglución en niños ( 2022, 22 de febrero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-02-scientists-neural-disruptions-underlying-swallowing.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.