Pablo Javier PiacenteInvestigadores de la Universidad de Oregón han descifrado movimientos mecánicos que las células madre del cerebro utilizan para producir neuronas. En una frenética e incesante actividad productiva que emula a las máquinas más eficientes y poderosas, una danza celular coordina la división y diferenciación de las células, propiciando la especialización de algunas de ellas para que se transformen en neuronas.
El paso clave es la diferenciación: las características que reciben las neuronas permiten construir los circuitos cerebrales en organismos complejos, haciendo posible por ejemplo la cognición y las emociones humanas.
El descubrimiento de este proceso mecánico es vital para comprender el desarrollo del cerebro, y podría facilitar la regeneración de neuronas y sus conexiones con posterioridad a una lesión.
Según una nota de prensa, estudios realizados en la mosca de la fruta permitieron determinar que las células madre del cerebro o células madre neurales necesitan llevar adelante intensos procesos mecánicos para producir grandes cantidades de neuronas, imprescindibles en la fase de desarrollo del cerebro.
Son capaces de alcanzar una fuerza mecánica que incluso distorsiona a las membranas celulares circundantes, según se aprecia en las imágenes cerebrales. En el estudio, que fue publicado en la revista Cell Reports, los especialistas lograron desvelar las características de este proceso.
Una fábrica en acción
Los movimientos que realizan las células madre neurales permiten integrar la división y la diferenciación celular. De esta forma, la célula se dividirá en dos, pero al mismo tiempo se diferenciará: una parte seguirá siendo una célula madre neural y la otra se transformará en una neurona.
Para que esto suceda es clave la función de un grupo especial de proteínas, dedicadas a impulsar los movimientos mecánicos que conducen a la producción de neuronas. Se denominan aPKC (Proteínas atípicas de quinasa C, según las siglas en inglés). Son el primer eslabón de producción de la fábrica.
Una vez realizada la división, las células madre neurales segregan los componentes que son responsables de la identidad celular y los «inyectan» en la parte destinada a convertirse en neurona, que de esta forma adquiere los elementos necesarios para su diferenciación y especialización.
La descripción de este proceso nos muestra, según los científicos estadounidenses, que la generación de neuronas es similar a la actividad de una fábrica: las células madre neurales necesitan llevar a cabo una mecánica aceitada e intensa, sin saltear ningún paso para que, finalmente, el producto (en este caso cada neurona) adquiera la forma buscada.
¿Un paso hacia la regeneración cerebral?
Aunque el trabajo científico fue realizado en base a las moscas de la fruta, los expertos creen que muchas de las conclusiones podrán ser extrapoladas al ámbito humano.
Por ejemplo, piensan que estudiando los cambios que se generan en las membranas celulares durante el proceso de producción neuronal será posible descubrir más datos y características ocultas en esta mecánica.
De ser así, se abriría una esperanza para tantas personas afectadas por múltiples patologías cerebrales, que crecen cada año en cuanto a su incidencia mundial a la par del avance registrado en la esperanza de vida.
El nuevo conocimiento podría conducir a futuras terapias regenerativas, capaces de producir nuevas neuronas en zonas del cerebro dañadas por los efectos de una lesión o enfermedad.
¿Seremos capaces de «copiar» a la fábrica natural productora de neuronas y desarrollar tecnologías para devolver a la vida cerebros dormidos o casi muertos?
Referencia
Actin-dependent membrane polarization reveals the mechanical nature of the neuroblast polarity cycle. Bryce LaFoya and Kenneth E. Prehoda. Cell Reports (2021).DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2021.109146
Foto:
Una célula madre cerebral, ubicada en el centro de la imagen, produce neuronas que se agrupan como si se tratara de un racimo de uvas (izquierda). Crédito: Universidad de Oregón.
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