Los peces cebra regeneran su médula espinal de forma sorprendente
Por primera vez, los científicos han elaborado un atlas detallado de las células nerviosas del pez cebra. El atlas explica a los científicos cómo estos peces especiales pueden curar por completo una médula espinal cortada y podría ofrecer pistas sobre cómo desarrollar estrategias de curación para las lesiones de la médula espinal humana. Los hallazgos se detallan en un estudio publicado el 15 de agosto en la revista Comunicaciones de la naturaleza.
Las células madre no están solas
Los diminutos y translúcidos peces cebra pertenecen a un grupo selecto de vertebrados que pueden curar por completo una médula espinal cortada. Otros miembros de este grupo incluyen anfibios con cola como los tritones y ajolotes y como una anguila lampreasEn los seres humanos, una lesión de la médula espinal puede alterar por completo la vida y causar una pérdida permanente de la sensibilidad o el movimiento. Esto se debe en parte a que Las neuronas dañadas siempre mueren.
Si la columna vertebral de un pez cebra se lesiona, Las neuronas dañadas responden cambiando drásticamente sus funciones celulares.
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La supervivencia y la adaptabilidad de las neuronas cortadas son fundamentales para que la médula espinal se regenere por completo. Sorprendentemente, las células madre capaces de formar nuevas neuronas y que generalmente se consideran fundamentales para la regeneración desempeñan un papel más complementario en este caso. Un conjunto diferente de neuronas que previenen lesiones es el que lidera la tarea.
“Descubrimos que la mayoría, si no todos, los aspectos de la reparación neuronal que estamos tratando de lograr en las personas ocurren de forma natural en el pez cebra”, dijo Mayssa Mokalled, coautora del estudio y bióloga del desarrollo de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis. dijo en un comunicado
El equipo cree que estos mecanismos de protección permiten que las neuronas sobrevivan primero a la lesión. adoptar una “plasticidad espontánea”, o flexibilidad en sus funciones. Esto le da tiempo al pez cebra para regenerar las nuevas neuronas necesarias para recuperarse por completo.
“Nuestro estudio ha identificado dianas genéticas que nos ayudarán a promover este tipo de plasticidad en las células de las personas y otros mamíferos”, afirmó Mokalled.
Al trazar un mapa de las funciones evolutivas de los distintos tipos de células implicadas en la regeneración, el equipo descubrió que la flexibilidad de las neuronas lesionadas supervivientes y su capacidad de reprogramarse inmediatamente después de la lesión desencadenan la cadena de acontecimientos necesaria para regenerar por completo la médula espinal. Si las neuronas supervivientes de la lesión quedan inutilizadas, los peces no recuperan su capacidad normal de nadar, aunque las células madre regenerativas sigan estando allí.
Neuronas tóxicas
En los humanos y otros mamíferos, si el cableado largo que forma la médula espinal se corta o se aplasta, se desencadena una Cadena de eventos de toxicidad que matan las neuronas.
“Las neuronas por sí solas, sin conexiones con otras células, no sobreviven”, dijo Mokalled. “En el pez cebra, creemos que las neuronas cortadas pueden superar el estrés de la lesión porque su flexibilidad las ayuda a establecer nuevas conexiones locales inmediatamente después de la lesión. Nuestra investigación sugiere que este es un mecanismo temporal que permite ganar tiempo, protegiendo a las neuronas de la muerte y permitiendo que el sistema preserve los circuitos neuronales mientras construye y regenera la médula espinal principal”.
Hay Alguna evidencia que esta capacidad curativa está presente, pero permaneciendo inactivo en neuronas de mamíferos. Según el equipo, su descubrimiento podría abrir el camino hacia nuevas terapias.
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“Tenemos la esperanza de que la identificación de los genes que orquestan este proceso protector en el pez cebra (cuyas versiones también están presentes en el genoma humano) nos ayudará a encontrar formas de proteger a las neuronas de las personas de las oleadas de muerte celular que vemos después de las lesiones de la médula espinal”, dijo Mokalled.
Si bien este estudio se centra en las neuronas, regeneración de la médula espinal Es un proceso extremadamente complejo. Es probable que en el futuro se investigue este nuevo atlas celular para comprender qué hacen otros tipos de células durante la regeneración de la médula espinal. El equipo está particularmente interesado en saber qué papel desempeñan algunas células células no neuronales llamadas glía Además de las células inmunitarias, también intervienen en el sistema nervioso central. También se están realizando estudios que comparan los hallazgos en el pez cebra con lo que sucede en el tejido nervioso de ratones y humanos.