MADRID, 22 Dic. (EUROPA PRESS) -
Investigadores de las universidades de Heidelberg y Bonn (Alemania) han identificado un mecanismo que impide que las neuronas y las células vasculares se estorben mutuamente a medida que crecen.
Las células nerviosas necesitan mucha energía y oxígeno. Reciben ambas cosas a través de la sangre. Por eso el tejido nervioso suele estar atravesado por un gran número de vasos sanguíneos.
Las células nerviosas son extremadamente hambrientas. Aproximadamente una de cada cinco calorías que consumimos a través de los alimentos va a parar a nuestro cerebro.
Esto se debe a que generar impulsos de voltaje (los potenciales de acción) y transmitirlos entre neuronas consume mucha energía. Por eso, el tejido nervioso suele estar surcado por numerosos vasos sanguíneos. Garantizan el suministro de nutrientes y oxígeno.
Durante el desarrollo embrionario, brota un gran número de vasos en el cerebro y la médula espinal, pero también en la retina del ojo. Además, allí se forman masas de neuronas que se interconectan entre sí y con estructuras como músculos y órganos. Ambos procesos tienen que tenerse en cuenta mutuamente para no entorpecerse.
"Hemos identificado un nuevo mecanismo que garantiza esto", ha explicado una de las responsables del estudio, la investigadora española Carmen Ruiz de Almodóvar, miembro del Área de Investigación Transdisciplinar Life & Health de la Universidad de Bonn.
La investigadora se trasladó al Instituto de Biología Celular Neurovascular del Hospital Universitario de Bonn a principios de 2022. Desde esta primavera, ocupa una de las cátedras especiales Schlegel, con las que la universidad pretende atraer a Bonn a investigadores destacados.
Sin embargo, la mayor parte de la investigación seguía realizándose en su antiguo lugar de trabajo, el Centro Europeo de Angiociencia de la Facultad de Medicina de Mannheim, que forma parte de la Universidad de Heidelberg. Posteriormente, el trabajo se completó en la Universidad de Bonn. En su estudio, publicado en la revista científica 'Neuron', ella y sus colaboradores internacionales examinaron de cerca la formación de vasos sanguíneos en la médula espinal de ratones.
"La aparición de vasos sanguíneos en la médula espinal comienza en los animales unos 8,5 días después de la fecundación. Entre los días 10,5 y 12,5, sin embargo, los vasos sanguíneos no crecen en todas las direcciones. Y ello a pesar de que durante este tiempo están presentes en su entorno grandes cantidades de moléculas promotoras del crecimiento. En cambio, durante este tiempo, numerosas células nerviosas (las motoneuronas) migran desde su lugar de origen en la médula espinal hasta su posición final. Allí, forman unas prolongaciones llamadas axones que conducen desde la médula espinal hasta los distintos músculos diana", ha destacado la doctora Ruiz de Almodóvar.
Esto significa que las motoneuronas se autoorganizan y crecen en el momento en que los vasos sanguíneos no crecen hacia ellas. Sólo después, los vasos empiezan a brotar de nuevo. "Todo parece una danza cuidadosamente coreografiada. En el transcurso de la misma, cada miembro de la pareja procura no interponerse en el camino del otro", ha apuntado otro de los autores, José Ricardo Vieira.
Pero, ¿cómo se coordina este baile? Al parecer, las motoneuronas gritan a las células vasculares 'basta, ahora me toca a mí'. Para ello, utilizan una proteína que liberan en su entorno: la semaforina 3C (Sema3C). Se difunde hasta las células vasculares y se acopla allí a un receptor llamado PlexinD1. En cierto sentido, este es el oído al que va dirigido el mensaje molecular.
"Cuando detenemos la producción de Sema3C en las neuronas de los ratones, los vasos sanguíneos se forman prematuramente en la región donde se encuentran estas neuronas. Esto impide que los axones de las neuronas se desarrollen correctamente: los vasos se lo impiden", ha detallado Ruiz de Almodóvar.
Los investigadores lograron un efecto similar cuando detuvieron experimentalmente la formación de PlexinD1 en las células vasculares: como estas eran ahora sordas a la señal Sema3C de las neuronas, no dejaron de crecer sino que continuaron brotando.
Los resultados documentan la importancia del funcionamiento coordinado de ambos procesos durante el desarrollo embrionario. Estos hallazgos también podrían contribuir a una mejor comprensión de ciertas enfermedades, como los defectos de la retina causados por un crecimiento fuerte e incontrolado de los vasos. El uso de este mecanismo recién descubierto también podría ayudar a regenerar a largo plazo zonas cerebrales destruidas, por ejemplo tras una lesión medular.
