Parkinson: Pasos iniciales para mostrar a los nervios su dirección de crecimiento magnéticamente
Magnéticamente, las nanopartículas encontraron su camino hacia las puntas de los procesos de las células nerviosas. Crédito: Molekulare Neurobiochemie
Una de las razones por las que el daño nervioso en el cerebro no puede regenerarse fácilmente es que las neuritas no saben en qué dirección deben crecer. Un equipo de investigadores de la Ruhr-Universitt Bochum (RUB), la Sorbonne University Paris y la Technische Universitt Braunschweig ahora está trabajando para mostrarles la dirección utilizando nanopartículas magnéticas. El equipo dirigido por el profesor Rolf Heumann, investigador sénior de Neurobioquímica Molecular del RUB, espera que esto permita paliar a largo plazo los efectos de enfermedades neurodegenerativas como el párkinson. Los resultados del trabajo se publicaron el 31 de diciembre de 2020 en la revista Scientific Reports.
Las neuritas no conocen el camino
Restaurar la función cerebral tras una lesión o por enfermedades neurodegenerativas sigue siendo un problema no resuelto en neurociencia y medicina. La regeneración en el sistema nervioso central solo es posible en un grado muy limitado ya que la neurita en regeneración, el axón, entra en contacto con proteínas que tienen propiedades inhibidoras del crecimiento. «El axón en regeneración tampoco sabe inicialmente en qué dirección necesita crecer para alcanzar y conectar funcionalmente el tejido diana denervado», explica Rolf Heumann.
La vía de señalización permite que crezcan las fibras nerviosas
El equipo de Bochum pudo demostrar previamente que la activación de una vía de señalización central dentro de las neuronas, que es desencadenada por la proteína Ras adherida a la membrana celular, protege a las células de la degeneración y también provoca el crecimiento de la fibra. Los investigadores querían controlar la dirección del crecimiento de la fibra en el proyecto actual. Para ello, utilizaron nanopartículas magnéticas, que implantaron dentro de neuronas modelo. La activación de la vía de señalización de Ras se desencadena por la proteína Ras permanentemente activa o por una proteína interruptora reguladora de Ras.
Controlando nanopartículas con puntas magnéticas
«Inicialmente demostramos que podíamos mover las nanopartículas ferrosas dentro de las neuronas de manera controlada utilizando puntas magnéticas», explica Fabian Raudzus. Luego, el grupo también logró unir la proteína interruptora reguladora de Ras dentro de la célula a las nanopartículas y transportarlas magnéticamente a la membrana celular. Luego, los investigadores pudieron implantar estas nanopartículas funcionalizadas en la neurita y permitir que se acumularan en su punta, donde se determina la dirección del crecimiento. La unión de las nanopartículas y la proteína interruptora Ras se demostró mediante mediciones de dispersión de luz y mediante procedimientos microscópicos como la espectroscopia de correlación de fluorescencia.
El equipo de investigación ve potencial terapéutico en la capacidad de controlar magnéticamente las nanopartículas funcionalizadas en las fibras nerviosas. : «El investigador japonés, el profesor Jun Takahashi, inició recientemente un ensayo clínico basado en el trasplante de neuronas personalizadas, para reemplazar ciertas neuronas dopaminérgicas que se pierden a causa del Parkinson», explica Heumann. «El objetivo a largo plazo de nuestro estudio es promover la regeneración de neuronas dopaminérgicas trasplantadas usando nanopartículas magnéticas funcionalizadas en el cerebro».
Suministrando varios millones de neuronas
Para lograr esto, el las nanopartículas deben introducirse en varios millones de neuronas. El equipo pudo demostrar utilizando células modelo que grandes poblaciones de células se cargaron simultáneamente con estas nanopartículas magnéticas utilizando un método simple basado en la presión mecánica. Esto no interrumpió la inducción del crecimiento de las fibras nerviosas.
«Aunque todavía estamos lejos de una aplicación clínica, esperamos que nuestros experimentos representen un primer paso para apoyar la regeneración de neuronas dopaminérgicas trasplantadas en el tratamiento del Parkinson», dice Rolf Heumann.
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El tamaño determina cómo las nanopartículas afectan las membranas biológicas Más información: Fabian Raudzus et al, Control espaciotemporal magnético de nanopartículas acopladas a SOS1 para el crecimiento guiado de neuritas en células individuales dopaminérgicas, Informes científicos ( 2020). DOI: 10.1038/s41598-020-80253-w Información de la revista: Scientific Reports
Proporcionado por Ruhr-Universitaet-Bochum Cita: Parkinson: pasos iniciales para mostrar los nervios su dirección de crecimiento magnéticamente (2021, 19 de enero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-01-parkinson-nerves-growth-magnetically.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.