Los mecanismos de la conectividad neuronal
Un cono de crecimiento neural es una prolongación dinámica de las neuritas de una célula nerviosa en desarrollo que está buscando su diana sináptica para establecer una conexión sináptica. Los conos de crecimiento neural están situados en los extremos de las neuronas, en unas estructuras denominadas axones y dendritas. El objetivo del proyecto financiado por la Unión Europea «Mechanobiology of Aplysia neurons» (MAPNE) era comprender los mecanismos de los movimientos dirigidos de los conos de crecimiento neural. Este proceso, conocido como «dirección del cono de crecimiento» (growth cone steering) conduce al establecimiento de las conexiones nerviosas en el desarrollo normal y en las enfermedades patológicas. Los socios del proyecto MAPNE estaban especialmente interesados en comprender el papel de la fuerza mecánica y de las moléculas de adhesión celular neural en la motilidad del cono de crecimiento neural. La principal técnica necesaria para llevar a cabo esta investigación fue un sistema de medición de fuerza de alta resolución, el microscopio de fuerza atómica (AFM), que tiene acoplado un dispositivo de captura de imagen basado en la técnica de transferencia de energía por resonancia de Förster (FRET). Los socios del proyecto MAPNE emplearon como modelo de estudio la dirección del cono de crecimiento neural mediada por moléculas de adhesión celular de las neuronas de la babosa de mar Aplysia californica. Los investigadores fueron capaces de medir simultáneamente la fuerza de tracción resultante y la señalización intracelular por medio de la AFM y de la microscopía óptica FRET, respectivamente. El homólogo en Aplysia de la molécula de adhesión celular neural humana es la molécula de adhesión celular de Aplysia (apCAM). La apCAM se localiza principalmente en el borde de unas prolongaciones de la membrana externa (los lamelipodios) de los conos de crecimiento de las células nerviosas en forma de bolsa de Aplysia. En primer lugar, los investigadores midieron la cinética de unión entre moléculas apCAM independientes en un sistema modelo. Seguidamente, se midió la cinética de unión entre moléculas apCAM en los conos de crecimiento neural de Aplysia. Y, en último lugar, los investigadores correlacionaron la fuerza transducida por el citoesqueleto celular durante la dirección del cono de crecimiento con la activación del Src intracelular. Estas medidas fueron el primer indicio directo de la mecanotransducción, es decir, la transformación de una señal externa mecánica en una señal química dentro de la célula. Estos resultados son un requisito previo fundamental para investigar en detalle otros mecanismos de mecanotransducción más complejos, una investigación que está actualmente en marcha. En conjunto, los resultados del proyecto MAPNE ayudarán a comprender de manera más precisa las bases moleculares y neurobiológicas de las enfermedades neurodegenerativas y, por tanto, contribuirán al descubrimiento de nuevas dianas terapéuticas.
Palabras clave
Memoria, enfermedad del sistema nervioso central, desarrollo del cerebro, cono de crecimiento neural, neurona Aplysia, adhesión celular, motilidad del cono de crecimiento neural
