Estudio del transporte por axones en las neuronas motoras

Un equipo de científicos europeos investigó el mecanismo responsable del transporte de moléculas de la sinapsis hacia el soma de la neurona. El mapa físico y funcional del transporte de estas moléculas en las neuronas motoras validó que existe una relación de causalidad con la neurodegeneración.

Salud

Las neuronas tienen la capacidad intrínseca de propagar las señales grandes distancias a lo largo de sus axones o dendritas. Su morfología es especializada, razón por la cual desarrollaron un proceso específico de comunicación de gran alcance entre el soma y las sinapsis distales: el transporte rápido por el axón. Los endosomas de señalización son vesículas especializadas que llevan a cabo un transporte retrógrado por el axón desde la sinapsis hacia el cuerpo de la célula. Estas vesículas transportan factores de diferenciación y crecimiento neuronal, o neurotrofinas, regulando así la fisiología y supervivencia de las neuronas. Se ha demostrado que existe una relación entre los problemas de transporte axonal y la neurodegeneración, destacando aún más la importancia clínica de estas vesículas. Sin embargo, se dispone de muy poca información sobre la dinámica e identidad de las mismas. En vistas de ello, se puso en marcha el proyecto financiado por la Unión Europea AXOTRANSMAP (Assembling a functional map of axonal signalling endosomes) con el objetivo de caracterizar el contenido molecular de los endosomas de señalización neuronal y describir su mecanismo de regulación. Para ello, diseñaron una estrategia que utiliza un fragmento de la neurotoxina del tétanos conjugada con cuentas ferromagnéticas. Los complejos de cuentas de neurotoxina son transportados por los endosomas de señalización, razón por la cual los científicos utilizaron el aislamiento magnético para purificar estas vesículas. El trabajo se realizó en neuronas motoras obtenidas de células madre embrionarias, y se estudió la composición molecular y los cambios dinámicos de los endosomas aislados durante el transporte. Los resultados demostraron una maduración rápida y progresiva de los endosomas de señalización con el tiempo, mediante la atracción de proteínas específicas. Inesperadamente, los científicos encontraron que los endosomas eran ricos en proteínas que participan en la neurodegeneración y en la infección del sistema nervioso central. El análisis cuantitativo de proteínas de AXOTRANSMAP de los endosomas de señalización de neuronas motoras permitirá identificar biomarcadores fiables innovadores para enfermedades neurodegenerativas, además de contribuir a las ciencias básicas. Dado el crecimiento de la población envejecida y la incidencia de las enfermedades neurodegenerativas, esta información será de utilidad para diseñar nuevas estrategias terapéuticas.