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Proteínas vinculadas al desarrollo de fibras nerviosas
Cuando el profesor de biología del MIT, Frank Gertler, crió ratones a los que les faltaba un determinado conjunto de genes, esperaba que sus células cerebrales tuvieran fibras nerviosas defectuosas y mal encaminadas. Para su sorpresa, vio neuronas mutantes que parecían huevos fritos: los somas, o cuerpos celulares, estaban intactos, pero faltaban las dendritas en forma de ramas y los axones largos y delgados.
En un embrión de ratón normal (arriba), después de 16,5 días de gestación, los axones son visibles en rojo a medida que se extienden desde la corteza hacia arriba hacia una parte del cerebro conocida como cápsula interna. En un ratón que carece de proteínas Ena / Vasp (abajo), los axones no crecen.
La neurona típica de la corteza cerebral tiene un solo axón, que transmite información a otras células, y muchas dendritas más cortas, que reciben mensajes de otras células. Los ratones genéticamente alterados en el estudio produjeron células cerebrales que no pudieron extender ningún axón o dendritas o conectarse con otras neuronas.
La familia de proteínas codificadas por los tres genes que Gertler estaba investigando, conocidas como proteínas Ena / Vasp, juega un papel fundamental en el desarrollo de las fibras nerviosas. La manipulación de estas proteínas puede algún día ayudar a reparar las lesiones de la columna vertebral y otros daños causados por conexiones defectuosas entre células. Creemos que los mecanismos que hemos comenzado a desentrañar podrían abrir la puerta a posibles terapias regenerativas para la neurodegeneración o lesiones cerebrales, dice Gertler.
La forma de una célula está determinada por su citoesqueleto: los pilares internos y las vigas que empujan contra la membrana celular. Para moverse y cambiar de forma, una célula debe remodelar su citoesqueleto. Es como si el celular estuviera leyendo las señales de tráfico y tratando de averiguar adónde ir, dice Gertler. Las proteínas Ena / Vasp son navegantes de las excrecencias nerviosas llamadas neuritas, las precursoras de los axones y las dendritas.
Las proteínas están ubicadas en las puntas de los filopodios de una neurita, extensiones cortas que reciben señales ambientales y las traducen en instrucciones para la célula. Esas instrucciones le dicen a la célula que continúe extendiendo los filopodios, alargando los filamentos de proteína, o que detenga el crecimiento.
Este es uno de los primeros estudios que descubre los primeros pasos en cómo una neurona diferenciada comienza a adquirir su morfología única, dice Gertler.