La introducción de un gen neuroregenerativo en ratones con lesión de la médula espinal mejora la función motora



Investigadores de la Universidad de Nagoya han identificado un gen que juega un papel crucial en la regeneración de neuronas de renacuajos de rana africana con garras, que tiene una capacidad inusualmente alta para la regeneración nerviosa. Su estudio, publicado recientemente en la revista iScience, mostró que la introducción del gen en ratones con lesión de la médula espinal (LME) condujo a una recuperación parcial de sus funciones motoras perdidas.

Estos hallazgos podrían contribuir al desarrollo de una nueva terapia para la LME, que a menudo hace que una persona experimente discapacidades físicas y neurológicas graves y permanentes.

La reparación de las lesiones de la médula espinal en humanos y otros mamíferos es difícil, en parte debido a su capacidad limitada para reparar y regenerar los tejidos neurales de la médula espinal. Por el contrario, hay animales con una alta capacidad de regeneración nerviosa, como la rana de garras africana. “Como renacuajo, es completamente capaz de recuperarse funcionalmente después de una lesión de la médula espinal”, dijeron los Dres. Dasfne Lee-Liu y Juan Larrain de la P. Universidad Católica de Chile en su estudio, “Perfil de expresión de todo el genoma de la respuesta a la lesión de la médula espinal en Xenopus laevis revela grandes diferencias entre las etapas regenerativas y no regenerativas “, publicado en 2014.

En este contexto, el equipo de investigación de la Universidad de Nagoya realizó un estudio en colaboración con los Dres. Lee-Liu y Larrain para identificar factores de transcripción que regulan la regeneración nerviosa en el renacuajo de rana africana con garras, con el objetivo de inducir efectos regenerativos en mamíferos. El equipo analizó exhaustivamente los perfiles de expresión génica de los renacuajos en respuesta a la LME y descubrió que un gen llamado Neurod4 se expresó predominantemente durante la regeneración nerviosa. Por lo tanto, el equipo planteó la hipótesis de que este gen es un factor clave en la regeneración de los tejidos neurales después de una lesión.

En este estudio, el equipo también se centró en el hecho de que en los mamíferos, las células madre neurales (conocidas como células autorrenovables) derivadas de las células ependimarias que recubren el canal central de la médula espinal se activan y proliferan en la etapa inicial de la LME. aunque estos tipos de células madre neurales eventualmente se transforman en astrocitos, un tipo de célula que forma cicatrices gliales rígidas.

Tomando estas cosas juntas, pensamos que presentar Neurod4 en células madre neurales activadas puede ayudar a regenerar neuronas “.

Atsushi Natsume, profesor asociado, Facultad de Medicina de la Universidad de Nagoya, autor correspondiente del estudio

Con ese fin, el equipo llevó a cabo experimentos en los que el Neurod4 El gen se introdujo en las células madre neurales activadas en ratones justo después de la LME. Los investigadores observaron que las células madre neurales se convirtieron con éxito en neuronas y, curiosamente, los ratones ocasionalmente movían sus patas traseras paralizadas. El Dr. Natsume explicó: “Neurod4 introducido en las células madre neurales activadas facilita la producción de neuronas de relevo, que se proyectan a las neuronas motoras de las patas traseras. Como efecto secundario, se suprimió la formación de cicatrices gliales después de la fase subaguda de la lesión de la médula espinal. Este efecto permite que un entorno propicio para que los axones se alarguen más allá del sitio de la lesión y formen sinapsis, mejorando así la función motora de las patas traseras “.

“Nuestro método consiste en introducir un gen neuro-regenerativo directamente en las células madre neurales que ya están presentes en la médula espinal. Esto podría reducir los problemas de rechazo y formación de tumores, que a menudo ocurren en los métodos convencionales de trasplante de células madre. Creemos que este estudio contribuir al desarrollo de nuevos enfoques terapéuticos para la lesión de la médula espinal “, agregó.

Fuente:

Referencia de la revista:

Fukuoka, T., et al. (2021) Neurod4 convierte las células madre neurales endógenas en neuronas con formación sináptica después de una lesión de la médula espinal. iScience. doi.org/10.1016/j.isci.2021.102074.

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