Estudio revela cómo un gen de la longevidad protege a las células madre del cerebro del estrés
El tratamiento con antioxidantes impulsa el nacimiento de nuevas neuronas a partir de células madre al suprimir la señalización del estrés. Crédito: el laboratorio de Paik.
Un gen relacionado con una esperanza de vida inusualmente larga en humanos protege las células madre del cerebro de los efectos nocivos del estrés, según un nuevo estudio realizado por investigadores de Weill Cornell Medicine.
Estudios de humanos que viven más de 100 años han demostrado que muchos comparten una versión inusual de un gen llamado Forkhead box protein O3 (FOXO3). Ese descubrimiento llevó a la Dra. Jihye Paik, profesora asociada de patología y medicina de laboratorio en Weill Cornell Medicine, y a sus colegas a investigar cómo este gen contribuye a la salud del cerebro durante el envejecimiento.
En 2018, la Dra. Paik y su El equipo demostró que los ratones que carecen del gen FOXO3 en el cerebro no pueden hacer frente a las condiciones estresantes en el cerebro, lo que conduce a la muerte progresiva de las células cerebrales. Su nuevo estudio, publicado el 28 de enero en Nature Communications, revela que FOXO3 preserva la capacidad del cerebro para regenerarse al evitar que las células madre se dividan hasta que el medio ambiente apoye la supervivencia de las nuevas células.
«Las células madre producen nuevos células cerebrales, que son esenciales para el aprendizaje y la memoria a lo largo de nuestra vida adulta», dijo el Dr. Paik, quien también es miembro del Centro de Cáncer Sandra y Edward Meyer en Weill Cornell Medicine. «Si las células madre se dividen sin control, se agotan. El gen FOXO3 parece hacer su trabajo impidiendo que las células madre se dividan hasta que haya pasado el estrés».
Muchos desafíos como la inflamación, la radiación o un la falta de nutrientes adecuados puede estresar el cerebro. Pero la Dra. Paik y sus colegas observaron específicamente qué sucede cuando las células madre del cerebro se exponen al estrés oxidativo, que ocurre cuando se acumulan tipos dañinos de oxígeno en el cuerpo.
«Aprendimos que la proteína FOXO3 está directamente modificado por el estrés oxidativo», dijo. Esta modificación envía la proteína al núcleo de la célula madre donde activa los genes de respuesta al estrés.
La respuesta al estrés resultante conduce al agotamiento de un nutriente llamado s-adenosilmetionina (SAM). Este nutriente es necesario para ayudar a una proteína llamada lamina a formar una envoltura protectora alrededor del ADN en el núcleo de la célula madre.
«Sin SAM, la lamina no puede formar esta fuerte barrera y el ADN comienza a filtrarse, «, dijo.
La célula confunde este ADN con una infección viral, lo que desencadena una respuesta inmunitaria llamada respuesta de interferón tipo I. Esto hace que la célula madre quede inactiva y deje de producir nuevas neuronas.
«Esta respuesta es realmente muy buena para las células madre porque el ambiente exterior no es ideal para las neuronas recién nacidas», explicó el Dr. Paik. «Si se crearan nuevas células en condiciones tan estresantes, morirían. Es mejor que las células madre permanezcan inactivas y esperen hasta que desaparezca el estrés para producir neuronas».
El estudio puede ayudar a explicar por qué ciertas versiones de FOXO3 están vinculados a una vida extraordinariamente larga y saludable y pueden ayudar a las personas a mantener una buena reserva de células madre cerebrales. También puede ayudar a explicar por qué el ejercicio regular, que aumenta FOXO3, ayuda a preservar la agudeza mental. Pero el Dr. Paik advirtió que es demasiado pronto para saber si esta nueva información podría usarse para crear nuevas terapias para enfermedades cerebrales.
«Podría ser un arma de doble filo», explicó el Dr. Paik. «La activación excesiva de FOXO3 podría ser muy dañina. No queremos mantener esto encendido todo el tiempo».
Para comprender mejor los procesos involucrados, ella y sus colegas continuarán estudiando cómo se regula y se regula FOXO3. si encenderlo o apagarlo brevemente sería beneficioso para la salud.
Explore más
Se ha descubierto que una enzima cerebral activa las células madre neurales latentes, lo que proporciona información sobre los trastornos del neurodesarrollo Más información: Inah Hwang et al. La señalización de estrés celular activa la respuesta de IFN tipo I a través de la modificación postraduccional de lámina regulada por FOXO3, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-020-20839-0 Información de la revista: Nature Communications
Proporcionado por Weill Cornell Medical College Cita: Estudio revela cómo un gen de la longevidad protege el cerebro células madre del estrés (2021, 19 de febrero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-reveals-longevity-gene-brain-stem.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.