Proteína LRP4 importante para la comunicación entre el cerebro y las células musculares

Para poder caminar, comer y funcionar, el cerebro necesita poder transmitir señales fuertes a nuestros músculos. Ahora científicos del Colegio Médico de la Universidad de Ciencias de la Salud de Georgia han descubierto que para garantizar una conversación sólida entre el cerebro y los músculos, una proteína llamada LRP4, que se encuentra en las células musculares y las neuronas debe estar presente.
El estudio, publicado en la revista Neurona, muestra que sin la presencia de LRP4, la comunicación entre los dos tipos de células es ineficiente y efímera.
Las anomalías o la falta de proteínas parecen contribuir a los trastornos discapacitantes, incluida la miastenia grave, así como a otras formas de distrofia muscular. En un estudio publicado a principios de este año en Archivos de NeurologíaLos científicos de MCG informaron que el 2% de los pacientes con miastenia grave degenerativa muscular tenían anticuerpos contra LRP4 en la sangre.

El autor del estudio, el Dr. Lin Mei, director del Instituto de Medicina Molecular y Genética de GHSU, dijo que los científicos son conscientes del hecho de que el impacto del LRP4 en las células musculares es importante. La célula cerebral envía una señal al LRP4 para inducir la formación de receptores que permiten una comunicación continua entre el cerebro y las células musculares.
El Dr. Haitao Wu observó que cuando LPR4 se eliminaba solo de las células musculares, la conexión, aunque débil, todavía se establecía entre ambas células. Wu señaló que los ratones sobrevivieron varios días, pero que experimentaron debilidad muscular similar a los pacientes con miastenia gravis. Mei, que también es un Erudito Eminente de la Alianza de Investigación de Georgia en Neurociencia, declaró: "Eso va en contra del dogma. Si el LRP4 es esencial solo en las células musculares, ¿cómo podrían sobrevivir los ratones?" Descubrieron que una eliminación total de LRP4 provocaba la muerte porque las uniones neuromusculares nunca se formaban.
Wu dice que la evidencia adicional indica la necesidad de LRP4 en las neuronas para sobrevivir. Wu explica: "Cuando noqueábamos el gen LRP4 en los músculos, había alguna función redundante proveniente de la neurona motora, como un intento de rescate".
A pesar de que documentaron el proceso de la neurona tratando de compartir LRP4 con la célula muscular, resultó insuficiente.
Mei miró imágenes de neuronas que eran demasiado largas, que nunca recibieron el mensaje de los músculos que habían ido lo suficientemente lejos, diciendo: "El nervio no recibe la señal de parada". Al diseccionar los nervios alargados, el equipo descubrió que no contenían suficientes vesículas, es decir, pequeños paquetes de mensajeros químicos que son típicos en la comunicación cerebral, mientras que los receptores desarrollados por las células musculares en el extremo receptor eran demasiado pequeños y muy pocos, lo que explica el débil enlace de comunicación.
Mei, cuyo laboratorio estableció anteriormente que la comunicación entre el cerebro y las células musculares es una conversación bidireccional, declaró: "Cuando se saca LRP4 en el músculo, no es sorprendente que el músculo tenga algún tipo de problema. Lo que fue muy sorprendente fue que las neuronas motoras también tienen problemas ".
Wu agregó: "La conversación entre las neuronas motoras y las células musculares es muy crítica para la formación de sinapsis y la acción muy precisa entre los dos".

Los investigadores plantean la hipótesis de que alrededor del 60% del LRP4 se deriva de las células musculares y alrededor del 20% de las células cerebrales, y el resto de las células ubicadas en espacios entre ambos. Esto podría explicar por qué el esfuerzo del cerebro para compartir es insuficiente. Además de obtener una mejor idea del funcionamiento de la comunicación nervio-músculo, los investigadores esperan que sus hallazgos permitan la terapia génica que proporciona LRP4 para reforzar los niveles insuficientes en pacientes en el futuro.
Otra proteína que juega un papel temprano y principal en el establecimiento de la conversación nerviosa-muscular es la agrina, que es liberada por las neuronas motoras para dirigir la construcción de la sinapsis, como una línea telefónica entre el nervio y el músculo. La enzima MuSK en la superficie de la célula muscular inicia la conversación celular interna crítica, que permite la formación de sinapsis y receptores que permiten agrupar comandos específicos en el lugar correcto.
En 2008, un estudio en el laboratorio de Mei en Neuron reveló que Agrin comienza a hablar con LRP4 en la superficie de la célula muscular y luego recluta la enzima MuSK para unirse a la conversación. LRP4 y MuSK son componentes vitales para que la célula muscular pueda recibir el mensaje que transmite Agrin.
Los investigadores han descubierto que la vía de señalización de agrin-MuSK juega un papel en la distrofia muscular, diversas enfermedades genéticas, que llevan a la pérdida de control muscular debido a problemas que involucran neuronas, células musculares y / o su comunicación. Según algunos estudios, un MuSK mutante se ha implicado como causa de distrofia muscular y autoanticuerpos contra MuSK en la sangre de algunos pacientes. Los autoanticuerpos se forman en respuesta a, y reaccionan contra, un componente antigénico de los propios tejidos del cuerpo.
Escrito por Petra Rattue

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