Científicos identifican un gen esencial para la regeneración nerviosa, el hallazgo muestra un nuevo mecanismo para reparar nervios dañados

Por Daniel Gorelick
Los científicos identificaron un gen necesario para reparar células nerviosas dañadas, un hallazgo que algún día podría ser utilizado para tratar las lesiones en la espina dorsal, según un informe publicado el 22 de enero en la revista académica Science.
“Descubrimos una diana molecular,  por donde un fármaco del futuro podría mejorar mucho la capacidad de una neurona para regenerarse tras una lesión”, dijo Michael Bastiani, científico de la Universidad de Utah que dirige el equipo de investigación.
Cada año, entre 10 y 83 de cada millón de personas en el mundo, sufren de una lesión de la médula espinal, según un estudio de 2006 en la revista Spinal Cord. Un tercio de los lesionados quedan paralizados en las cuatro extremidades. Las complicaciones de las lesiones en la médula espinal incluyen infecciones  del aparato urinario, depresión, neumonía, y fallas renales. El costo que se calcula de por vida se encuentra entre uno y tres millones de dólares por lesión, dependiendo de cual sea la gravedad de la lesión y la edad en que ocurra, según la fundación Christopher Reeve que se dedica a la cura de lesiones de la médula espinal.
El gen identificado en el estudio, denominado DLK-1, es único porque no exige crecimiento normal en embriones, sin embargo es “absolutamente necesario para la regeneración” tras una lesión, dijo Bastiani. “La mayoría de nosotros cree que virtualmente cualquier cosa que hemos hallado en materia de regeneración también estará relacionada con el desarrollo, por lo cual es algo sorprendente”.
Cuando el gen DLK-1 fue mutado las neuronas no se reprodujeron tras la lesión, cuando los científicos  activaron artificialmente el DLK-1, la reproducción se aceleró.
El estudio se realizó utilizando un gusano nematodo C. elegans, cuya mayor parte de sus neuronas pueden regenerarse tras una lesión. Muchos de los genes importantes para el funcionamiento del sistema nervioso en los gusanos, incluyendo el DLK-1, aparecen también en los humanos.
EN BUSCA DE LA REGENERACIÓN
Aunque los gusanos y los humanos parecen estar a mucha distancia, el gusano es una herramienta ideal para identificar genes importantes para regenerar neuronas, según Marc Hammarlund, profesor adjunto en la Facultad de Medicina de la Universidad de Yale.
El gusano C. elegans es diminuto y transparente, lo que facilita que los científicos observen su desarrollo, célula a célula, desde los embriones hasta los adultos, un descubrimiento que llevó a la obtención del premio Nobel de medicina en 2002. El tamaño diminuto del gusano y su secuencia completa del genoma facilitan las  revisiones genéticas, una técnica con la que los investigadores mutan miles de genes para identificar los pocos que intervienen en una función fisiológica en particular.
Hammarlund y sus colegas utilizaron gusanos genéticamente manipulados para contener una población de neuronas verdes relucientes lo que hacía que fuera fácil identificarlas en el microscopio. (Ver Cuatro estadounidenses ganan el premio Nobel en distintos campos de la ciencia)
Los investigadores entonces mutaron el gen beta-espectrina. Las neuronas en estos mutantes están dañadas por el desgaste mecánico de un movimiento normal. Al contrario que en los mamíferos, las neuronas de los gusanos pueden regenerarse, así que mientras los gusanos se mueven sus neuronas están en un ciclo entre el daño y la reproducción. Con una técnica llamada interferencia de RNA,  Hammarlund interfirió con la función de más de 5.000 genes individualmente y examinó si la generación se había impedido.
El gen DLK-1 destacó entre otros porque cuando se le mutaba, la regeneración de las neuronas decrecía drásticamente, dijo Hammarlund. Entonces utilizó gusanos normales y utilizó un laser para dañar sus células nerviosas, cuando el DLK-1 se sobreactivaba, las neuronas dañadas crecían de nuevo a una velocidad mayor de la habitual.
Hammarlund dijo a America.gov que en la proyección se identificaron más de 60 genes que pudieran tener un papel en la regeneración. El gen DLK-1 es hasta ahora el que mejor se conoce pero el investigador libanés Rachid El Bejjani, que trabaja en su postdoctorado, estudia ahora los otros genes identificados en la proyección.
CRECIMIENTO FUTURO
La conexión entre el DLK-1 y la regeneración en los gusanos presenta muchos interrogantes a los científicos que se plantean como traducir sus hallazgos a los humanos.
No se conoce la función del DLK-1 en neuronas normales adultas, dijo Hammarlund. Dijo que le sorprendió que aunque el DLK-1 se necesita para la reproducción de neuronas dañadas, no se necesita para el cultivo inicial de neuronas en embriones.
En los humanos, las células dañadas en la periferia del sistema nervioso se reproducen mejor que aquellas en el sistema nervioso central. No está clara la razón pero es posible que el DLK-1 prefiera ser más activo en la periferia, una cuestión que examinarán los científicos ahora, indica Hammarlund. Tampoco se conoce si el DLK-1 puede estimular la reproducción de neuronas sin importar el daño,  podría ser que el DLK-1 tenga mayor efectividad en la reparación de neuronas dañadas a causa de un trauma que de aquellas dañadas por un golpe.
Hay que tener en cuenta que el DLK-1 tiene que ser activado en el momento de la lesión, ya que si se activa dos horas o más tras las neuronas haber sido dañadas con el laser, no se realiza una reproducción robusta. Hammarlund reconoce que esta estrecha ventana es una barrera para el tratamiento de daños nerviosos en los humanos, pero tiene confianza en que con el tiempo “llegaremos a ello”.
“En el futuro, nos gustaría desarrollar fármacos que puedan activar esta cadena de actos moleculares en las células nerviosas y estimular la regeneración de células nerviosas enfermas y dañadas”, dijo Erik Jorgenson, coautor del estudio y director científico del Instituto Brain de la Universidad de Utah. “Ahora no podemos hacer eso, pero este estudio nos ofrece la esperanza de que en el futuro tendremos una forma racional para estimular la regeneración”.

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