Traducido por el equipo de SOTT.net en español

Los científicos han utilizado terapia génica para regenerar fibras nerviosas dañadas en el ojo, en un descubrimiento que podría ayudar al desarrollo de nuevos tratamientos para el glaucoma, una de las principales causas de ceguera en todo el mundo.
Eye Treatment
© Universidad de Cambridge
Los axones - fibras nerviosas - del sistema nervioso central (SNC) del adulto normalmente no se regeneran después de una lesión y/o una enfermedad, lo que significa que el daño es a menudo irreversible. Sin embargo, durante la última década ha habido una serie de descubrimientos que sugieren que estimular la regeneración puede ser posible.

En un estudio publicado hoy en Nature Communications, científicos probaron si el gen responsable de la producción de una proteína conocida como protrudina podría estimular la regeneración de las células nerviosas y protegerlas de la muerte celular después de una lesión.

El equipo, liderado por el Dr. Richard Eva, el profesor Keith Martin y el profesor James Fawcett del Centro John van Geest para la Reparación del Cerebro de la Universidad de Cambridge, utilizó un sistema de cultivo celular para cultivar células cerebrales en un plato. Luego dañaron los axones usando un láser y analizaron la respuesta a esta lesión usando microscopía de células vivas. Los investigadores encontraron que el aumento de la cantidad o actividad de la protrudina en estas células nerviosas aumentaba enormemente su capacidad para regenerarse.

Las células nerviosas de la retina, conocidas como células ganglionares de la retina, extienden sus axones desde el ojo hasta el cerebro a través del nervio óptico para transmitir y procesar información visual. Para investigar si la protrudina podría estimular la reparación en el SNC lesionado en un organismo intacto, los investigadores utilizaron una técnica de terapia de genes para aumentar la cantidad y la actividad de protrudina en el ojo y el nervio óptico. Cuando midieron la cantidad de regeneración unas semanas después de una lesión por aplastamiento del nervio óptico, el equipo descubrió que la protrudina había permitido que los axones se regeneraran a largas distancias. También encontraron que las células ganglionares de la retina fueron protegidas de la muerte celular.

Los investigadores mostraron que esta técnica puede ayudar a proteger contra el glaucoma, una afección ocular común. En el glaucoma, el nervio óptico que conecta el ojo con el cerebro se daña progresivamente, a menudo en asociación con una presión elevada dentro del ojo. Si no se diagnostica con la antelación suficiente, el glaucoma puede provocar la pérdida de la visión. En el Reino Unido, una de cada 50 personas mayores de 40 años y una de cada diez personas mayores de 75 se ven afectadas por el glaucoma.

Para demostrar este efecto protector de la protrudina contra el glaucoma, los investigadores utilizaron una retina completa de un ojo de ratón y la cultivaron en un plato de cultivo celular. Por lo general, alrededor de la mitad de las neuronas de la retina mueren dentro de los tres días posteriores a la extracción de la retina, pero los investigadores encontraron que aumentar o activar la protrudina conducía a una protección casi completa de las neuronas de la retina.

La Dra. Veselina Petrova del Departamento de Neurociencias Clínicas de la Universidad de Cambridge, la autora principal del estudio, dijo: "El glaucoma es una de las principales causas de ceguera en todo el mundo. Las causas del glaucoma no se comprenden completamente, pero actualmente hay un gran enfoque en identificar nuevos tratamientos evitando la muerte de las células nerviosas de la retina, así como en intentar reparar la pérdida de visión a través de la regeneración de axones enfermos a través del nervio óptico."

"Nuestra estrategia se basa en el uso de la terapia de genes - un enfoque que ya tiene uso clínco - para administrar protrudina en el ojo. Es posible desarrollar nuestro tratamiento aún más como una forma de proteger a las neuronas de la retina de la muerte, además de estimular a sus axones para que vuelvan a crecer. Es importante señalar que estos hallazgos necesitarían más investigación para ver si se podrían desarrollar para convertirse en tratamientos efectivos para humanos ".

La protrudina normalmente se encuentra dentro del retículo endoplásmico, estructuras diminutas dentro de nuestras células. En este estudio, el equipo mostró que el retículo endoplásmico encontrado en los axones parece proporcionar materiales y otras estructuras celulares importantes para el crecimiento y la supervivencia con el fin de apoyar el proceso de regeneración después de una lesión. La protrudina estimula el transporte de estos materiales al lugar de la lesión.

La Dra. Petrova añadió: "Las células nerviosas del sistema nervioso central pierden la capacidad de regenerar sus axones a medida que envejecen, por lo que tienen una capacidad muy limitada para volver a crecer. Esto significa que las lesiones en el cerebro, la médula espinal y el nervio óptico tienen consecuencias que alteran la vida".

"El modelo de lesión del nervio óptico se usa a menudo para investigar nuevos tratamientos para estimular la regeneración de axones del SNC, y los tratamientos identificados de esta manera a menudo se muestran prometedores en la médula espinal lesionada. Es posible que se utilice protrudina aumentada o activada para estimular la regeneración en la médula espinal lesionada."

La investigación fue apoyada por el Medical Research Council, Fight for Sight, la Fundación Bill y Melinda Gates, Cambridge Eye Trust y el National Eye Research Council.

Referencia (en inglés)

Petrova, V et al. Protrudin functions from the endoplasmic reticulum to support axon regeneration in the adult CNS. Nat Comms; 5 Nov 2020; DOI: 10.1038/s41467-020-19436-y