Científicos de Salk descubren nuevas pistas para reparar una médula espinal lesionada

Científicos de Salk descubren nuevas pistas para reparar una médula espinal lesionada

Los científicos esperan tomar prestada la estrategia de animales más simples para reparar los nervios de la médula espinal dañados en humanos.

LA JOLLA—Las ranas, los perros, las ballenas y los caracoles pueden hacerlo, pero los humanos y los primates no. Volver a crecer los nervios después de una lesión, es decir, mientras que muchos animales tienen esta capacidad, los humanos no. Pero una nueva investigación del Instituto Salk sugiere que una pequeña molécula puede convencer a los nervios dañados para que crezcan y recableen los circuitos de manera efectiva. Tal hazaña eventualmente podría conducir a terapias para los miles de estadounidenses con lesiones graves de la médula espinal y parálisis.

"Esta investigación implica que podríamos imitar los procesos de reparación neuronal que ocurren naturalmente en los animales inferiores, lo que sería muy emocionante", dice el autor principal del estudio y profesor de Salk. Kuo Fen Lee. Los resultados fueron publicados hoy en PLoS Biology.

Para que un nervio dañado recupere su función, sus largas extensiones transmisoras de señales conocidas como axones necesitan crecer y establecer nuevas conexiones con otras células.

La presencia de p45 (tinción verde) y p75 (tinción roja) indica que las neuronas motoras aumentan la expresión tanto de p45 como de p75 después de una lesión del nervio ciático en un animal.

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Imagen: Cortesía del Instituto Salk de Estudios Biológicos

En un estudio publicado el verano pasado en PLoS ONE, Lee y sus colegas descubrieron que la proteína p45 promueve la regeneración nerviosa al evitar que la vaina del axón (conocida como mielina) inhiba el nuevo crecimiento. Sin embargo, los humanos, los primates y algunos otros vertebrados más avanzados no tienen p45. En cambio, los investigadores descubrieron una proteína diferente, p75, que se une a la mielina del axón cuando se produce daño en los nervios de estos animales. En lugar de promover la regeneración de los nervios, la p75 en realidad detiene el crecimiento de los nervios dañados.

“No sabemos por qué esta regeneración nerviosa no ocurre en humanos. Podemos especular que el cerebro tiene tantas conexiones neuronales que esta regeneración no es absolutamente necesaria”, dice Lee.

En el estudio publicado hoy, los científicos observaron cómo dos proteínas p75 se unen y forman un par que se adhiere a los inhibidores liberados por la mielina dañada.

Al estudiar las configuraciones de las proteínas en soluciones utilizando tecnología de resonancia magnética nuclear (RMN), los investigadores descubrieron que la p45 que promueve el crecimiento podría interrumpir el emparejamiento de p75.

Kuo-Fen Lee, profesor en los Laboratorios de Biología de Péptidos de la Fundación Clayton de Salk

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Imagen: Cortesía del Instituto Salk de Estudios Biológicos

“Por razones que no se entienden, cuando entra p45, se rompe el par”, dice Lee, titular de la Cátedra Helen McLoraine en Neurobiología Molecular.

Además, la proteína p45 pudo unirse a la región específica de la proteína p75 que es fundamental para la formación del par p75, lo que disminuyó la cantidad de pares p75 que se unen a la liberación de inhibidores de la mielina. Con menos pares de p75 disponibles para unirse a las señales inhibidoras, los axones pudieron volver a crecer.

Los hallazgos sugieren que un agente, ya sea p45 u otra molécula disruptiva, que pueda romper efectivamente el par p75 podría ofrecer una posible terapia para el daño de la médula espinal.

Un método de terapia podría ser introducir más proteína p45 en las neuronas lesionadas, pero una táctica más inteligente podría ser introducir una molécula pequeña que bloquee el vínculo entre las dos proteínas p75, dice Lee. “Tal agente posiblemente podría atravesar la barrera hematoencefálica y llegar al sitio de las lesiones de la médula espinal”, dice.

El próximo paso será ver si la introducción de p45 ayuda a regenerar los nervios humanos dañados. “Eso es lo que esperamos hacer en el futuro”, dice Lee.

Colaboraron con Lee en este trabajo Tsung-Chang Sung, Zhijiang Chen y Jiqing Xu, del Instituto Salk; Marçal Vilar, Irmina Garcia-Carpio y Eva M. Fernandez, de la Unidad de Neurodegeneración, UFIEC-ISCIII, en Madrid, España; y Rolan Reik del Laboratorio de Química Física, ETH Zürich, en Zürich, Suiza.

Esta investigación fue apoyada por subvenciones de la Los Institutos Nacionales de Salud, Asociación de Distrofia Muscular y Fundación Clayton.

Sobre el Instituto Salk de Estudios Biológicos:
El Instituto Salk de Estudios Biológicos es una de las instituciones de investigación básica más importantes del mundo, donde profesores de renombre internacional investigan cuestiones fundamentales de las ciencias de la vida en un entorno único, colaborativo y creativo. Centrados tanto en el descubrimiento como en la orientación de futuras generaciones de investigadores, los científicos de Salk realizan contribuciones innovadoras a nuestra comprensión del cáncer, el envejecimiento, el Alzheimer, la diabetes y las enfermedades infecciosas mediante el estudio de la neurociencia, la genética, la biología celular y vegetal y disciplinas relacionadas.

Los logros de la facultad han sido reconocidos con numerosos honores, incluidos premios Nobel y membresías en la Academia Nacional de Ciencias. Fundado en 1960 por el pionero de la vacuna contra la polio Jonas Salk, MD, el Instituto es una organización independiente sin fines de lucro y un hito arquitectónico.