Los científicos utilizan la terapia génica para regenerar las fibras del nervio óptico dañadas

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Los científicos han utilizado la terapia génica para regenerar las fibras nerviosas dañadas en el ojo, en un descubrimiento que podría ayudar al desarrollo de nuevos tratamientos para el glaucoma, una de las principales causas de ceguera en todo el mundo.

Los axones (fibras nerviosas) del sistema nervioso central (SNC) del adulto normalmente no se regeneran después de una lesión y enfermedad, lo que significa que el daño a menudo es irreversible. Sin embargo, durante la última década ha habido una serie de descubrimientos que sugieren que puede ser posible estimular la regeneración.

En un estudio publicado hoy en Comunicaciones de la naturaleza, los científicos probaron si el gen responsable de la producción de una proteína conocida como Protrudin podría estimular la regeneración de las células nerviosas y protegerlas de la muerte celular después de una lesión.

El equipo, dirigido por el Dr. Richard Eva, el profesor Keith Martin y el profesor James Fawcett del Centro John van Geest para la Reparación del Cerebro de la Universidad de Cambridge, utilizó un sistema de cultivo celular para cultivar células cerebrales en un plato. Luego lesionaron sus axones usando un láser y analizaron la respuesta a esta lesión usando microscopía de células vivas. Los investigadores encontraron que el aumento de la cantidad o actividad de Protrudin en estas células nerviosas aumentaba enormemente su capacidad para regenerarse.

Las células nerviosas de la retina, conocidas como células ganglionares de la retina, extienden sus axones desde el ojo hasta el cerebro a través del nervio óptico para transmitir y procesar información visual. Para investigar si la protrudina podría estimular la reparación en el SNC lesionado en un organismo intacto, los investigadores utilizaron una técnica de terapia génica para aumentar la cantidad y la actividad de protrudina en el ojo y el nervio óptico. Cuando midieron la cantidad de regeneración unas semanas después de una lesión por aplastamiento del nervio óptico, el equipo descubrió que Protrudin había permitido que los axones se regeneraran a grandes distancias. También encontraron que las células ganglionares de la retina estaban protegidas de la muerte celular.

Los investigadores demostraron que esta técnica puede ayudar a proteger contra el glaucoma, una afección ocular común. En el glaucoma, el nervio óptico que conecta el ojo con el cerebro se daña progresivamente, a menudo en asociación con una presión elevada dentro del ojo. Si no se diagnostica a tiempo, el glaucoma puede provocar pérdida de la visión. En el Reino Unido, una de cada 50 personas mayores de 40 años y una de cada diez personas mayores de 75 se ven afectadas por el glaucoma.

Para demostrar este efecto protector de Protrudin contra el glaucoma, los investigadores utilizaron una retina completa de un ojo de ratón y la cultivaron en un plato de cultivo celular. Por lo general, alrededor de la mitad de las neuronas de la retina mueren dentro de los tres días posteriores a la extracción de la retina, pero los investigadores encontraron que aumentar o activar Protrudin conducía a una protección casi completa de las neuronas de la retina.

El glaucoma es una de las principales causas de ceguera en todo el mundo. Las causas del glaucoma no se comprenden completamente, pero actualmente existe un gran enfoque en la identificación de nuevos tratamientos evitando la muerte de las células nerviosas de la retina, así como tratando de reparar la pérdida de visión a través de la regeneración de axones enfermos a través del nervio óptico.

Nuestra estrategia se basa en el uso de la terapia génica, un enfoque que ya se utiliza en la clínica, para administrar Protrudin en el ojo. Es posible que nuestro tratamiento pueda desarrollarse aún más como una forma de proteger las neuronas de la retina de la muerte, así como para estimular el crecimiento de sus axones. Es importante señalar que estos hallazgos necesitarían más investigación para ver si podrían convertirse en tratamientos efectivos para humanos “.

Dr. Veselina Petrova, Departamento de Neurociencias Clínicas, Universidad de Cambridge, primera autora del estudio

La protrudina normalmente reside dentro del retículo endoplásmico, pequeñas estructuras dentro de nuestras células. En este estudio, el equipo demostró que el retículo endoplásmico que se encuentra en los axones parece proporcionar materiales y otras estructuras celulares importantes para el crecimiento y la supervivencia con el fin de apoyar el proceso de regeneración después de una lesión. La protrudina estimula el transporte de estos materiales al lugar de la lesión.

La Dra. Petrova añadió: “Las células nerviosas del sistema nervioso central pierden la capacidad de regenerar sus axones a medida que maduran, por lo que tienen una capacidad muy limitada para volver a crecer. Esto significa que las lesiones en el cerebro, la médula espinal y el nervio óptico tienen consecuencias que alteran la vida”.

“El modelo de lesión del nervio óptico se utiliza a menudo para investigar nuevos tratamientos para estimular la regeneración de axones del SNC, y los tratamientos identificados de esta manera suelen ser prometedores en la médula espinal lesionada. Es posible que se utilice Protrudin aumentada o activada para estimular la regeneración en la columna lesionada cable.”

Fuente:

Referencia de la revista:

Petrova, V., et al. (2020) La protrudina funciona desde el retículo endoplásmico para apoyar la regeneración de axones en el SNC adulto. Nature Communications. doi.org/10.1038/s41467-020-19436-y.

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