¿Qué sucede cuando las células de apoyo de su cerebro no brindan tanto apoyo?

¿Qué sucede cuando las células de apoyo de su cerebro no brindan tanto apoyo?

Los científicos de Salk utilizan la expresión génica para comprender cómo cambian los astrocitos con la edad

LA JOLLA—Los investigadores de Salk descubrieron que los genes que se activan temprano en el desarrollo del cerebro para cortar las conexiones entre las neuronas a medida que el cerebro se afina, se activan nuevamente en el apoyo neuronal que envejece. células llamadas astrocitos. La obra, que apareció en Cell Reports el 2 de enero de 2018, sugiere que los astrocitos pueden ser buenos objetivos terapéuticos para prevenir o revertir los efectos del envejecimiento normal.

"Gran parte del trabajo para observar cómo las células cerebrales no neuronales, específicamente los astrocitos, afectan la función neuronal se ha realizado en el cerebro joven durante el desarrollo", dice nicolas allen, profesor asistente en el Laboratorio de Neurobiología Molecular de Salk. "Pero queríamos entender por qué en un cerebro que envejece sano, las neuronas no se comunican tan bien como antes".

Aunque no están tan bien estudiados como las neuronas, los astrocitos (llamados así por su apariencia en forma de estrella) constituyen entre un tercio y la mitad de todas las células del cerebro y cada vez se descubre más que son críticos para la función neuronal. Allen descubrió previamente una clase de proteínas secretadas por los astrocitos que ayudan a las neuronas a formar conexiones activas, conocidas como sinapsis. Sin esta ayuda, las neuronas no se comunicarán. Los neurocientíficos saben que en el cerebro joven y en desarrollo las sinapsis se activan y desactivan, mientras que en el cerebro adulto son en su mayoría estables. Pero en los cerebros que envejecen, las neuronas comienzan a perder conexiones y no se comunican tan bien. Allen y el estudiante graduado Matthew Boisvert se preguntaron si los cambios en las sinapsis y la comunicación neuronal durante el envejecimiento podrían estar relacionados con cambios en los astrocitos.

Para averiguarlo, el dúo decidió comparar la expresión génica en astrocitos en el cerebro adulto con el cerebro envejecido en ratones. Esto les daría una idea de qué genes están activos en las dos etapas.

Boisvert optó por comparar ratones de cuatro meses, que en años de ratón son adultos, con ratones de dos años, que son bastante mayores. Utilizó una tecnología molecular llamada ribo-tag que le permitió descubrir qué genes estaban convirtiendo los astrocitos en proteínas. Funciona aislando las máquinas de las células productoras de proteínas (llamadas ribosomas), que convierten copias de ARNm de ADN (genes) en proteínas. Tomando una especie de instantánea molecular de los ribosomas de un astrocito, es posible ver todas las copias de ARNm en curso y así saber qué genes están activos.

Para desarrollar una visión integral de la expresión génica de los astrocitos, el dúo utilizó la técnica en cuatro áreas muy diferentes del cerebro del ratón: dos regiones de la corteza y el hipotálamo y el cerebelo.

Para su sorpresa, descubrieron que la mayoría de las propiedades que hacen que un astrocito sea un astrocito no cambiaban mucho con la edad: la expresión genética era bastante consistente con el tiempo. Pero lo que sí cambió: los genes que durante el desarrollo normalmente provocarían la pérdida de conexiones entre las neuronas se activaron nuevamente en los astrocitos envejecidos.

"Esto sugiere que hay algún tipo de programa genético que se reactiva en estos astrocitos a medida que envejecen y que hace que las neuronas pierdan sus conexiones entre sí", dice Allen.

Curiosamente, las áreas en las que los astrocitos se veían más diferentes eran las áreas del cerebro donde se sabe que las neuronas funcionan notablemente peor con la edad o incluso mueren: el cerebelo y el hipotálamo.

"Esto puede explicar por qué el metabolismo disminuye y la coordinación empeora con la edad, porque se trata de funciones coordinadas por el hipotálamo y el cerebelo", añade Boisvert.

El equipo ha puesto a disposición del público los datos de su estudio para que otros investigadores los utilicen. En el futuro, el laboratorio planea comparar astrocitos envejecidos con astrocitos en modelos de enfermedad para ver si podría haber cambios prepatológicos que permitan que ocurra la transición a la enfermedad.

Otros autores de este trabajo incluyeron a Galina Erickson y Maxim Shokhirev de Salk.

El trabajo fue financiado por la Fundación Médica Ellison, la Fundación Chapman, los Institutos Nacionales de Salud-Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares, la Fundación Hearst, la Fundación Pew, la Fundación Dana, la Fundación Whitehall y Helmsley Charitable Trust.