La capacidad de regeneración del nervio renacuajo proporciona una pista para tratar la lesión de la médula espinal
La introducción de Neurod4 en células madre neurales derivadas de células ependimales en ratones justo después de la lesión de la médula espinal promueve la diferenciación neuronal. Las neuronas diferenciadas forman sinapsis, lo que conduce a una mejora en la función motora de sus patas traseras. Crédito: Atsushi Natsume
Investigadores de la Universidad de Nagoya han identificado un gen que juega un papel crucial en la regeneración de las neuronas de los renacuajos de las ranas con garras africanas, que tiene una capacidad inusualmente alta para la regeneración de los nervios. Su estudio, publicado recientemente en la revista iScience, mostró que la introducción del gen en ratones con lesión de la médula espinal (LME) condujo a una recuperación parcial de sus funciones motoras perdidas. Estos hallazgos podrían contribuir al desarrollo de una nueva terapia para SCI, que a menudo hace que una persona experimente discapacidades físicas y neurológicas permanentes y graves.
La reparación de lesiones de la médula espinal en humanos y otros mamíferos es difícil, en parte debido a su capacidad limitada para reparar y regenerar tejidos neurales en la médula espinal. Por el contrario, existen animales con una alta capacidad de regeneración nerviosa, como la rana de uñas africana. «Como renacuajo, es completamente capaz de recuperarse funcionalmente después de una lesión en la médula espinal», dijeron los Dres. Dasfne Lee-Liu y Juan Larrain de la P. Universidad Católica de Chile en su estudio, «Perfil de expresión de todo el genoma de la respuesta a la lesión de la médula espinal en Xenopus laevis revela amplias diferencias entre las etapas regenerativas y no regenerativas», publicado en 2014 .
En este contexto, el equipo de investigación de la Universidad de Nagoya realizó un estudio colaborativo con los Dres. Lee-Liu y Larrain para identificar factores de transcripción que regulan la regeneración nerviosa en el renacuajo de la rana africana con garras, con el objetivo de inducir efectos regenerativos en los mamíferos. El equipo analizó exhaustivamente los perfiles de expresión génica de los renacuajos en respuesta a SCI y descubrió que un gen llamado Neurod4 se expresaba predominantemente durante la regeneración nerviosa. Por lo tanto, el equipo planteó la hipótesis de que este gen es un factor clave en la regeneración de los tejidos neurales después de una lesión.
En este estudio, el equipo también se centró en el hecho de que en los mamíferos, las células madre neurales (conocidas como células madre propias -renovación de células) derivadas de las células ependimales que recubren el canal central de la médula espinal se activan y proliferan en la etapa temprana de la LME, aunque estos tipos de células madre neurales finalmente se transforman en astrocitos, un tipo de célula que forma cicatrices gliales rígidas.
«Tomando estas cosas en conjunto, pensamos que la introducción de Neurod4 en las células madre neurales activadas podría ayudar a regenerar las neuronas», dijo el profesor asociado Atsushi Natsume de la Facultad de Medicina de la Universidad de Nagoya, el autor correspondiente del estudio.
Con ese fin, el equipo realizó experimentos en los que se introdujo el gen Neurod4 en células madre neurales activadas en ratones justo después de una LME. Los investigadores observaron que las células madre neurales se convirtieron con éxito en neuronas y, curiosamente, los ratones ocasionalmente movían sus patas traseras paralizadas. El Dr. Natsume explicó: «Neurod4 introducido en las células madre neurales activadas facilita la producción de neuronas de relevo, que se proyectan a las neuronas motoras de las patas traseras. Como efecto secundario, se suprimió la formación de cicatrices gliales después de la fase subaguda de la lesión de la médula espinal. Esto El efecto permite un entorno propicio para que los axones se alarguen más allá del sitio de la lesión y formen sinapsis, mejorando así la función motora de las patas traseras».
«Nuestro método consiste en introducir un gen neurorregenerativo directamente en los nervios células madre que ya están presentes en la médula espinal. Esto podría disminuir los problemas de rechazo y formación de tumores, que a menudo ocurren en los métodos convencionales de trasplante de células madre. Creemos que este estudio contribuirá al desarrollo de nuevos enfoques terapéuticos para las lesiones de la médula espinal, » agregó.
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Poner una proteína a toda marcha para curar lesiones de la médula espinal Más información: Toshiki Fukuoka et al, Neurod4 convierte las células madre neurales endógenas en neuronas con formación sináptica después de una lesión de la médula espinal, iCiencia (2021). DOI: 10.1016/j.isci.2021.102074 Información de la revista: iScience
Proporcionado por la Universidad de Nagoya Cita: La capacidad de regeneración del nervio renacuajo proporciona una pista para el tratamiento de lesiones de la médula espinal (2021 , 31 de marzo) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-03-tadpole-nerve-regeneration-capacity-clue.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.