Las neuronas prosperan incluso cuando están desnutridas
Crédito: CC0 Dominio público
Cuando los embriones de animales, insectos o humanos crecen en un entorno desnutrido, sus sistemas nerviosos en desarrollo obtienen la primera selección de los nutrientes disponibles para que se puedan producir nuevas neuronas.
En este proceso, llamado conservación de órganos, los recursos se delegan preferentemente al sistema nervioso a costa de órganos o tejidos menos importantes.
Una nueva investigación ahora muestra que los sistemas nerviosos en desarrollo demuestran este crecimiento preferencial incluso en el nivel de las neuronas individuales. En un artículo publicado en eLife el 22 de junio, «La baja expresión de FoxO en las neuronas somatosensoriales de Drosophila protege el crecimiento de las dendritas bajo restricción de nutrientes», un equipo de investigadores de Cornell descubrió el mecanismo molecular que ayuda a facilitar la conservación de órganos en esta base célula por célula.
«El fenómeno que encontramos es similar al fenómeno de la preservación del cerebro, pero hay diferencias muy importantes», dijo Chun Han, autor principal y profesor asociado Nancy M. y Samuel C. Fleming en el Departamento de Biología Molecular y Genética en la Facultad de Agricultura y Ciencias de la Vida y en el Instituto Weill de Biología Celular y Molecular. «Las neuronas están protegidas en el nivel de crecimiento de las neuronas individuales, y se vuelven más y más grandes al extender sus ramas».
Esas ramas se llaman dendritas. Forman un sistema de brazos elaborados que se extienden desde los cuerpos celulares de las neuronas y pueden recibir estímulos del entorno externo.
Han y su equipo querían ver cómo la deficiencia de nutrientes afecta el crecimiento de las dendritas de las neuronas individuales. , y luego examinar qué sacrificios celulares hacen los cuerpos para que los órganos vitales, incluido el cerebro, continúen desarrollándose.
Dividieron la larva de Drosophila (mosca de la fruta) en grupos que recibieron una dieta alta o baja en levadura, simulando ambientes ricos en nutrientes y pobres en nutrientes. Luego observaron cómo se desarrollaban las células neurales en comparación con las células cutáneas vecinas en la pared del cuerpo. Supervisaron el progreso cada 24 horas usando microscopía confocal que usa láseres para iluminar marcadores fluorescentes que etiquetan células individuales.
«Tenemos marcadores muy hermosos que etiquetan específicamente estas poblaciones de neuronas», dijo Han. «Cada neurona es muy clara para nosotros hasta en cada rama».
Los investigadores observaron que las neuronas crecían a un ritmo mucho más alto que las células de la piel en el ambiente con poca levadura. Las células de la piel crecían más rápido cuando había menos competencia por los nutrientes. Han y su equipo aprendieron que esta diferencia se debe a un gen crítico llamado FoxO, un importante regulador de la respuesta al estrés celular.
«FoxO es un gen que se expresa en casi la mayoría de las células del cuerpo», dijo Han. «Cuando las células enfrentan escasez de nutrientes, FoxO frena el sistema y ralentiza el crecimiento celular».
Lo que es particularmente interesante de FoxO es que el hecho de que la mayoría de las células lo tengan no significa que todas lo usen. al mismo tiempo o en las mismas condiciones. El equipo de Han descubrió que incluso durante la desnutrición, las neuronas de Drosophila expresaban muy poco FoxO, mientras que las células epidérmicas expresaban FoxO en niveles mucho más altos.
Cuando hay menos nutrientes disponibles, FoxO desencadena una respuesta en las células epidérmicas llamada autofagia , que le dice a la célula que se autodestruya consumiéndose a sí misma. Sin embargo, la expresión limitada de FoxO en las neuronas preserva las células neuronales individuales y su crecimiento dendrítico.
Y aunque los humanos tienen sistemas más complejos que Drosophila, Han dijo que esta investigación ayuda a allanar el camino para investigar fenómenos similares en humanos.
«Nuestro estudio revela otra capa del sistema nervioso que no afecta la deficiencia de nutrientes y descubre un mecanismo novedoso por el cual las neuronas están protegidas». dijo Han. «Estos hallazgos pueden facilitar el desarrollo de mejores enfoques para tratar los problemas causados por la desnutrición durante el desarrollo temprano.
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Las neuronas nacidas en adultos crecen más que sus contrapartes nacidas en la infancia Más información: Amy R Poe et al. La baja expresión de FoxO en las neuronas somatosensoriales de Drosophila protege el crecimiento de las dendritas bajo restricción de nutrientes. eLife 2020;9:e53351 DOI: 10.7554/eLife.53351 Información del diario: eLife
Proporcionado por Cita de la Universidad de Cornell: Las neuronas prosperan incluso cuando están desnutridas (24 de junio de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-06-neurons-malnourished.html Este documento es sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede ser reproducida sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.