Guardianes de la sinapsis: los científicos identifican un nuevo papel para las células de soporte nervioso

Guardianes de la sinapsis: los científicos identifican un nuevo papel para las células de soporte nervioso

Los científicos de Salk encuentran que las células de Schwann protegen los nervios contra los factores de coagulación de la sangre que causan la degeneración

LA JOLLA—Los investigadores de Salk han descubierto, por primera vez, que una proteína de coagulación de la sangre puede, inesperadamente, degradar los nervios y cómo las células gliales que sostienen los nervios, incluidas las células de Schwann, brindan protección. Los hallazgos, publicados el 14 de marzo de 2019 en la revista PLoS Genetics, muestran que las células de Schwann protegen los nervios al bloquear esta proteína que coagula la sangre, así como otras enzimas potencialmente destructivas liberadas por las células musculares. El trabajo podría tener implicaciones para enfermedades tan diversas como la esclerosis lateral amiotrófica (ELA), la esclerosis múltiple, la enfermedad de Alzheimer o la esquizofrenia.

“Este es el primer estudio que muestra que una molécula típicamente asociada con la coagulación de la sangre, la trombina, tiene una función biológica fuera del sistema hepático y juega un papel importante en la degeneración nerviosa”, dice el profesor Salk. Kuo Fen Lee, autor principal del artículo. “Además, demostramos que las células de Schwann pueden proteger los nervios contra la trombina. Los resultados fueron una completa sorpresa y plantean preguntas intrigantes sobre cómo se forman y mantienen las sinapsis tanto en la salud como en la enfermedad”.

Las células de Schwann crean un aislamiento protector alrededor de las proyecciones filiformes de los nervios llamados axones, y ayudan a formar sinapsis, contactos por donde se transmiten señales químicas entre las células. Para comprender mejor el papel de las células de Schwann en la salud de los nervios, el equipo de Salk estudió una sinapsis específica llamada unión neuromuscular (NMJ), que interactúa entre las células de Schwann, los nervios y los músculos.

En ausencia de células de Schwann, la sinapsis NMJ en un modelo de ratón degeneró después de dos días, lo que confirma su papel en el crecimiento de la sinapsis. Los investigadores encontraron que sin las células de Schwann, la acetilcolina, la molécula de señalización en la UNM, era una de las principales culpables de la degradación de los nervios. Cuando los investigadores profundizaron para averiguar por qué, descubrieron un mecanismo previamente desconocido: si se la deja sola, la acetilcolina hace que las células musculares liberen una proteína de coagulación de la sangre llamada trombina, entre otras enzimas, que degradan el nervio. En los nervios sanos, las células de Schwann liberan moléculas que bloquean la trombina para proteger sus sinapsis.

“Nos sorprendió que las células de Schwann mantuvieran el desarrollo de sinapsis neuromusculares indirectamente al inhibir los factores negativos liberados por el músculo activo. Uno de estos factores es la trombina, mejor conocida por su papel en la formación de coágulos de sangre”, dice el ex investigador de Salk Thomas Gould, primer autor del artículo y ahora profesor asistente en la Facultad de Medicina de la Universidad de Nevada Reno.

Para confirmar el impacto de la trombina en la UNM, los investigadores observaron un modelo de ratón en el que la trombina estaba ausente o no funcionaba y encontraron que estos ratones experimentaban menos degeneración del axón nervioso. Estos resultados afirman que la trombina juega un papel en la degeneración del axón nervioso.

“Este estudio proporciona una comprensión de las vías genéticas y moleculares que alteran el desarrollo y el mantenimiento de las sinapsis”, dice Lee, titular de la Cátedra Helen McLoraine en Neurobiología Molecular. "El siguiente paso es comprender el mecanismo por el cual la trombina y otras enzimas destruyen la sinapsis, con el objetivo final de crear una intervención para enfermedades, como la ELA, la EM y el Alzheimer, en las que se ha implicado la acumulación o la desregulación de la trombina".

Otros autores incluyeron: Bertha Domínguez y Fred de Winter de Salk; Gene W. Yeo, Patrick Liu, Balaji Sundararaman, Thomas Stark y Anthony Vu ​​de la Universidad de California en San Diego; Jay L. Degen de la Fundación de Investigación del Hospital Infantil de Cincinnati; y Weichun Lin del Centro Médico Southwestern de la Universidad de Texas.

El trabajo fue financiado por subvenciones de los Institutos Nacionales de Salud (GM103554, NS107922, NS055028, NS075449, HG004659, HL096126, NS044420, NS060833, AG0476669, OD023076, MH114831, AG062232), The Fundación Clayton, Fundación Schlink, Fundación de la familia Gemcon , la Fundación Brown y la Fundación Freeburg.

DOI: 10.1371/diario.pgen.1007948