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ALS: descubrimiento innovador de células cerebrales destructivas
La investigación pionera liderada por la Universidad de Sheffield en el Reino Unido revela que un tipo de célula en el sistema nervioso central que generalmente soporta la función de la neurona motora puede "errar" y destruir neuronas motoras en personas con ELA.
Aquí, en verde, captura el árbol ancho de mielina que se desarrolla desde el cuerpo celular central. En ALS, estas células obtienen propiedades tóxicas y causan muerte celular.
Crédito de la imagen: The Sheffield Institute for Translational Neuroscience (SITraN)
ALS es una enfermedad neurodegenerativa progresiva que afecta las células nerviosas en el cerebro y la médula espinal. Las neuronas motoras (células nerviosas que forman una vía para que el cerebro envíe instrucciones a los músculos) degeneran en ALS y conducen a debilidad y desgaste de los músculos.
Hay dos tipos de ALS: esporádica y familiar. La forma esporádica de la enfermedad representa el 90-95 por ciento de todos los casos en los Estados Unidos y ocurre al azar sin factores de riesgo claramente asociados, mientras que la ALS familiar, que representa el 5-10 por ciento de todos los casos de EE. UU., Es heredada.
Un equipo internacional de investigadores, dirigido por la Dra. Laura Ferraiuolo del Instituto Sheffield de Neurociencia Traslacional (SITraN) en la Universidad de Sheffield, realizó el descubrimiento pionero de cómo la célula cerebral de oligodendrocitos desempeña un papel importante en la progresión de la ELA.
La Dra. Ferraiuolo comenzó la investigación en el Laboratorio Kaspar con sede en el Centro de Terapia Génica en el Instituto de Investigación del Hospital Infantil Nacional (RINCH) en Columbus, OH, como parte de su beca Marie Curie, financiada por la Unión Europea.
Los oligodendrocitos son un tipo de célula glial que rodea las neuronas y proporciona soporte y aislamiento entre ellas. Su función principal es producir mielina que se envuelve alrededor de las neuronas y permite que las señales corran más rápido, lo que ayuda a la comunicación de una neurona a otra.
El equipo descubrió que los oligodendrocitos, que generalmente ayudan con la función de las neuronas, pueden volverse destructivos y causar la muerte celular después de desarrollar un modelo innovador de oligodendrocitos in vitro a partir de las células de la piel de las personas con ELA. "Este es el primer modelo humano in vitro que nos permite estudiar la interacción específica entre neuronas y oligodendrocitos de pacientes con ELA", dice el Dr. Ferraiuolo.
El Dr. Ferraiuolo y sus colegas también descubrieron que la disminución de los niveles del gen SOD-1 puede rescatar el efecto adverso de los oligodendrocitos deshonestos en las neuronas motoras. Al menos 200 mutaciones en el gen SOD-1 se han asociado con la causa de la ELA.
Estudios previos han identificado otras células gliales (astrocitos y microglia) que contribuyen a la muerte de la neurona motora en la ELA. Los investigadores detectaron el comportamiento de los oligodendrocitos mediante estudios con ratones y humanos utilizando el método de "conversión directa".
La conversión directa es un método desarrollado por el Prof. Brian Kaspar y su equipo en el Laboratorio de Kaspar para generar células progenitoras neurales (CPN) de las células de la piel.
Las células de apoyo de ALS esporádica y familiar resultan en la muerte celular
Los progenitores neuronales son células que, como las células madre, pueden diferenciarse en un tipo particular de célula, aunque ya son más específicas que las células madre. Los NPC son capaces de dividirse un número limitado de veces y tienen la capacidad de diferenciarse en tipos de células neuronales y gliales como astrocitos y oligodendrocitos.
En este caso, el método de conversión directa se usó para modelar ALS al diferenciar los NPC producidos en oligodendrocitos derivados de células cutáneas recogidas de personas con ALS familiar y ALS esporádica.
Los hallazgos del estudio - publicados en la revista Procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias - demostrar que los oligodendrocitos de los pacientes con ELA tanto familiares como esporádicos producen la muerte de la neurona motora.
Sin embargo, en contraste, los oligodendrocitos de personas sanas o con otros trastornos neuromusculares dejaron ilesas a las neuronas motoras. Los investigadores sugieren que este hallazgo indica el fenotipo distinto a los oligodendrocitos derivados de ALS.
"La capacidad de modelar la comunicación entre las células que mueren durante la enfermedad, las neuronas motoras y las células vecinas es crucial para el desarrollo y el momento de las terapias. Con este protocolo de reprogramación rápida, estamos un paso más cerca de la medicina personalizada. "
Dra. Laura Ferraiuolo
El Prof. Kaspar, el autor principal del artículo y el investigador principal en Columbus, concluye diciendo que al usar el novedoso método de conversión directa, los investigadores han podido interrogar la función de diferentes células gliales en ALS. En consecuencia, han empezado a entender que "diferentes células de soporte 'pasan por alto' en diferentes etapas de la enfermedad y contribuyen a la patología a través de diferentes mecanismos ''.
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