Investigadores detectan una barrera de difusión dentro del cerebro de una mosca

Corte transversal óptico a través del cerebro de una mosca. La coloración verde indica la distribución de la proteína de la matriz extracelular «Trol», que está formada por todas las células gliales envolventes. La subdivisión del cerebro en diferentes espacios de reacción se vuelve clara. Crédito: WWU – Nicole Pogodalla y Christian Klmbt

Las neuronas, ubicadas en el cerebro, están interconectadas en un patrón complejo y establecen puntos de comunicación especiales, las sinapsis. Todas las neuronas requieren un entorno constante para funcionar de manera confiable. Para asegurar esto, el cerebro está rodeado por la llamada barrera hematoencefálica. Asegura, por ejemplo, que el equilibrio de nutrientes siempre sea el mismo y que las influencias dañinas no lleguen a las neuronas. Esto se aplica a todos los animales, incluidos los humanos. Para los insectos, un equipo dirigido por Nicole Pogodalla y el Prof. Dr. Christian Klmbt del Instituto de Neurobiología y Biología del Comportamiento de la Universidad de Mnster (Alemania) ahora ha demostrado que también hay una segunda barrera en el cerebro. Aquí, las células gliales también aseguran una separación espacial de diferentes compartimentos funcionales, lo cual es esencial para el funcionamiento confiable del sistema nervioso. El trabajo fue publicado en la prestigiosa revista en línea Nature Communications.

El equipo de investigación estudió el cerebro de los insectos utilizando como ejemplo las larvas de la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster) y se centró en la función de las células gliales. Al principio del desarrollo, estas células ayudan a establecer la red neuronal correcta y, más tarde, las células gliales desempeñan un papel importante en el control de la transmisión de señales entre las neuronas. En todos los invertebrados, así como en los vertebrados primitivos, las células gliales también definen el límite exterior del sistema nervioso, la barrera hematoencefálica.

En lo profundo del cerebro de la mosca, todas las sinapsis están ubicadas en una región especial llamada neuropilo. El neuropilo está separado de la zona que contiene los cuerpos celulares de las neuronas por un pequeño conjunto de células gliales circundantes, que estaban en el foco de Nicole Pogodalla. Desarrolló un nuevo enfoque experimental: inyecciones de tinte en cerebros de larvas vivas y lo combinó con experimentos de ablación específicos del tipo de célula para demostrar que estas células gliales en realidad forman una barrera de difusión, es decir, regulan la distribución de moléculas.

Dado que todas las demás barreras celulares en el cuerpo están formados por células polarizadas que tienen un «arriba» y un «abajo», el equipo de investigación luego examinó la polaridad de las células gliales. Usando análisis de imagen confocal avanzado, así como trabajo de microscopía electrónica en combinación con genética molecular de última generación, los investigadores descubrieron que las células gliales envolventes están polarizadas. Demostraron que esta polarización es funcionalmente importante, ya que los defectos en la polaridad conducen tanto a una forma celular alterada como a un fenotipo de comportamiento significativo en las larvas de mosca: el movimiento de las larvas con células gliales defectuosas o ausentes se ve afectado y la velocidad de rastreo se reduce.

En el artículo actual, el equipo de investigación también describe la importancia de la matriz extracelular -el tejido que se encuentra entre las células-, los lípidos de membrana y las proteínas de membrana, así como la función del citoesqueleto en la formación de las células gliales que forman la barrera. .

Sección transversal del cerebro de una larva. En verde se muestran las células gliales envolventes que se investigaron en el estudio de Nicole Pogodalla et al. Encierran completamente el neuropilo central. Todas las membranas neuronales están marcadas en azul, los núcleos de las células gliales en magenta. Crédito: WWU – Nicole Pogodalla y Christian Klmbt

Explore más

Nuevas células gliales descubiertas en el cerebro: implicaciones para la reparación del cerebro Más información: Nicole Pogodalla et al, Drosophila Heavy-Spectrin es requerido en la glía envolvente polarizada que forma una barrera de difusión alrededor del neuropilo, Nature Communications (2021). DOI: 10.1038/s41467-021-26462-x Información de la revista: Nature Communications

Proporcionado por la Universidad de Mnster Cita: Los investigadores detectan una barrera de difusión dentro del cerebro de la mosca ( 2021, 5 de noviembre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-11-diffusion-barrier-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.