Profesor adjunto
Centro de Biofotónica Avanzada de Waitt
El sistema nervioso central humano (SNC), que incluye el cerebro y la médula espinal, consta de un conjunto increíblemente diverso de células, y cada tipo de célula lleva a cabo funciones altamente especializadas en redes celulares de deslumbrante complejidad. Si bien gran parte de la investigación se ha centrado en comprender los circuitos formados por las neuronas, las células cerebrales llamadas glía son igualmente omnipresentes y representan aproximadamente la misma cantidad de células en el SNC humano. Durante mucho tiempo se creyó que las células gliales desempeñaban funciones de apoyo meramente pasivas en la función del SNC. Sin embargo, ahora está claro que las células gliales hacen contribuciones cruciales a la formación, operación y adaptación del SNC. Además, las células gliales están involucradas en prácticamente todas las lesiones y enfermedades del SNC, incluidas las infecciones virales y bacterianas, las enfermedades de Alzheimer y Parkinson, las lesiones de la médula espinal, el cáncer y los accidentes cerebrovasculares. Esto hace que la glía sea un objetivo prometedor para nuevas intervenciones terapéuticas.
Axel Nimmerjahn ha encabezado el desarrollo de nuevas técnicas de microscopía para visualizar la dinámica estructural y funcional de las células gliales y su interacción bidireccional con otras células. Para permitir mediciones de resolución celular en condiciones naturales, su laboratorio ha trabajado para reducir el tamaño de los microscopios para hacerlos portátiles. Sus diminutos microscopios pesan menos de 2.5 gramos, tienen un tamaño de solo unos pocos milímetros y han permitido al equipo revelar cómo la actividad celular codifica la información sensorial y motora. Además, han creado nuevas herramientas para la tinción y la manipulación genética de tipos de células específicos y para el análisis de datos de imágenes a gran escala. Esto les ha permitido abordar preguntas de larga data sobre el papel de las células gliales en el SNC sano o enfermo intacto (ver más abajo). Resolver estas preguntas fundamentales tiene amplias implicaciones para nuestra comprensión de la función del SNC y el tratamiento de los trastornos neuroinflamatorios y neurológicos.
Nimmerjahn descubrió que la microglía, las células inmunitarias residentes en el SNC, examinan continuamente el entorno celular con sus finas ramificaciones. Demostró que a través de este comportamiento, la microglía proporciona la primera línea de defensa contra las lesiones e infecciones de los tejidos, e identificó los mecanismos que regulan esta respuesta inflamatoria (pendiente de patente).
El laboratorio de Nimmerjahn utilizó enfoques de microscopía de última generación para visualizar la ruptura de la barrera hematoencefálica (BBB, por sus siglas en inglés) después de un accidente cerebrovascular. Su equipo descubrió que el deterioro gradual de diferentes mecanismos celulares explica los déficits de BBB en el accidente cerebrovascular. Los hallazgos podrían conducir a nuevas formas de tratar la enfermedad.
Nimmerjahn descubrió que la astroglía, un importante tipo de célula reguladora del SNC, responde a los estímulos dolorosos con una excitación coordinada a gran escala adecuada para iniciar cambios macroscópicos en la dinámica de la red del SNC, y mostró cómo los fármacos antinociceptivos interrumpen esta actividad. Esto hace que la astroglia sea un nuevo objetivo potencial para el tratamiento de afecciones dolorosas.
MS, Física, Instituto Max Planck de Investigación Médica/Universidad de Heidelberg, Alemania
PhD, Física, Instituto Max Planck de Investigación Médica/Universidad de Heidelberg, Alemania
Becario postdoctoral, Biología y Física Aplicada, Universidad de Stanford
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