En el caso de lesiones e infecciones en el cerebro, las células gliales circundantes garantizan la conservación de las células nerviosas sensibles y evitan un daño nervioso galopante. Un equipo de investigación de la Charité – Universitätsmedizin Berlin ha podido demostrar ahora la importancia que tiene en este proceso la reorganización de las estructuras de andamiaje y membrana de las células gliales. Los hallazgos, descritos ahora en la revista Nature Communications*, arrojan luz sobre un nuevo mecanismo protector celular a través del cual el cerebro podría contrarrestar activamente los cursos graves de las enfermedades neurológicas.
El sistema nervioso es especialmente sensible a los daños, ya que las células nerviosas que han muerto no pueden renovarse. Por ello, especialmente en el cerebro, diferentes células tienen que trabajar juntas de forma coordinada para limitar los daños tras lesiones e infecciones, por ejemplo, y permitir la curación. Los llamados astrocitos, las células gliales más comunes del sistema nervioso central, desempeñan un papel central en la protección del tejido circundante. Su programa de protección -denominado astrogliosis reactiva- favorece la formación de cicatrices y contribuye así a evitar la propagación de la inflamación y a limitar el daño tisular. Al mismo tiempo, los astrocitos pueden garantizar la supervivencia de las neuronas en las proximidades de las lesiones tisulares y apoyar la realineación de las redes neuronales. Científicos de la Charité han dilucidado ahora un nuevo mecanismo de cómo tienen lugar y se coordinan estos procesos en los astrocitos.
“Hemos podido demostrar por primera vez que la proteína drebrina controla la astrogliosis en las lesiones cerebrales”, afirma la Prof. Dra. Britta Eickholt, Directora del Instituto de Bioquímica y Biología Molecular de Charité y responsable del estudio. “La drebrina es necesaria para que los astrocitos formen cicatrices en colectivo y protejan el tejido circundante”. Los investigadores lograron desactivar la drebrina en los astrocitos y recrear su papel en las lesiones cerebrales en modelos animales. Investigaron los cambios celulares mediante microscopía electrónica y microscopía óptica de alta resolución en el cerebro, así como en tiempo real en astrocitos aislados en cultivo celular. “La pérdida de drebrina conduce a una supresión de la activación normal de los astrocitos”, explica el profesor Eickholt. “Por el contrario, en lugar de reaccionar de forma protectora, estos astrocitos en realidad pierden por completo su función y renuncian a su identidad celular”. Lesiones que en realidad son inofensivas se extienden así sin la cicatrización protectora y cada vez mueren más células nerviosas.
Para permitir esta cicatrización, la Drebrina controla la reorganización del citoesqueleto de actina, un andamiaje para la estabilización mecánica, en los astrocitos. También influye la formación de largos tubos de membrana, los llamados endosomas tubulares, que sirven para recibir, clasificar y redistribuir los receptores de superficie y son necesarios para las contramedidas protectoras de los astrocitos. “Nuestros hallazgos muestran así cómo la Drebrina controla funciones fundamentales de los astrocitos en la defensa contra influencias nocivas a través de las estructuras dinámicamente cambiantes del citoesqueleto y la membrana”, resume el Prof. Eickholt. “En particular, los tubos de membrana que se crean en este proceso no se habían descrito antes de esta forma en astrocitos cultivados o en el cerebro”.
“Su papel como regulador del citoesqueleto sugiere que la drebrina podría ser un factor de riesgo potencial de enfermedades neurológicas graves, así como de otras enfermedades, ya que la pérdida de la proteína en los astrocitos puede provocar cambios muy similares”, añade el Prof. Eickholt. “También es posible que los individuos afectados con defectos en el gen Drebrin – comparables a los del modelo animal – pasen totalmente desapercibidos hasta que el estrés celular, las toxinas ambientales o la enfermedad desencadenen su expresión”. Las investigaciones sobre muestras de pacientes aclararán ahora hasta qué punto la drebrina desempeña también un papel en otras enfermedades, como el Alzheimer.
*Schiweck J et al. La drebrina controla la formación de cicatrices y la reactividad de los astrocitos tras una lesión cerebral traumática regulando el tráfico de membranas. Nat Commun (2021), doi: 10.1038/s41467-021-21662-x.
Publicación original:
https://www.nature.com/articles/s41467-021-21662-x
