Las neuronas humanas maduras muestran una mayor capacidad de supervivencia y resistencia al estrés. Ensayo de viabilidad de células de orangután que determina la viabilidad de cultivos neuronales d5 y d30 en presencia de las moléculas estresantes indicadas durante 84 h. Fracción de células viables normalizadas a las respectivas células de control tratadas con DMSO. Los gráficos de barras muestran las medias de tres experimentos independientes (realizados en hexuplicados) y la media de los 3 experimentos, ANOVA de dos vías con corrección de Bonferroni. Crédito: Muerte celular y enfermedad (2022). DOI: 10.1038/s41419-022-05340-4
Esencialmente, todos los tejidos y órganos humanos tienen la capacidad de sanar, de renovar las células dañadas o muertas. En este contexto, el cerebro humano se comporta de manera fundamentalmente diferente. La gran mayoría de las células nerviosas se crean antes del nacimiento y la capacidad regenerativa del cerebro humano posnatal se limita a unas pocas regiones.
Como consecuencia, la edad media de las neuronas en adultos es mucho mayor que la de cualquier otro tipo de célula del cuerpo humano. Pero, ¿cómo se protegen las neuronas humanas de la muerte celular accidental y mantienen un alto nivel de funcionalidad a lo largo de la vida de un ser humano?
Resiliencia neuronal
El equipo del Instituto Hector para la Investigación Traslacional del Cerebro (HITBR) del Instituto Central de Salud Mental (CIMH) en Mannheim (Alemania) ha investigado ahora las adaptaciones celulares en las neuronas humanas que garantizan la resiliencia neuronal. Utilizaron células madre pluripotentes inducidas por humanos (células iPS) para generar neuronas humanas en la placa de cultivo que maduraron con el tiempo, generando un modelo de desarrollo del cerebro en el que podían comparar directamente las neuronas jóvenes recién nacidas con sus contrapartes mayores y más maduras. El estudio ha sido publicado ahora en la revista Muerte celular y enfermedad.
«Si las células se estresan o dañan, normalmente intentan adaptarse a estas condiciones, por ejemplo, activando programas de reparación reactiva. En un cierto grado de daño, se activa un programa de muerte celular, llamado apoptosis, para eliminar la célula o el tejido dañado. Esta muerte celular programada está estrechamente controlada por varias vías moleculares», explica el profesor Philipp Koch, autor principal del estudio y director del HITBR. «Descubrimos que el umbral para entrar en la muerte celular es particularmente alto en las neuronas humanas».
Estrategias preventivas complejas y redundantes contra el estrés y la muerte celular
De hecho, los investigadores de Mannheim demostraron que, una vez que las neuronas humanas maduran, se dotan de estrategias preventivas complejas y redundantes para protegerse contra el estrés y la muerte celular.
Entre otros, los componentes principales de la maquinaria de muerte celular, como las caspasas, están fuertemente regulados a la baja o se apagan por completo, mientras que las vías protectoras, como las proteínas antiapoptóticas de la familia Bcl-2 o los inhibidores de las proteínas de la apoptosis (IAP), están reguladas al alza.
«Parece que el cerebro desarrolló una red muy elaborada, compleja y complementaria para protegerse contra la muerte celular, probablemente una adaptación evolutiva a su capacidad regenerativa reducida. Estos mecanismos de salvaguardia en las neuronas maduras también pueden explicar en parte por qué la mayoría de las enfermedades neurodegenerativas generalmente se defienden». durante muchas décadas y solo tienden a ocurrir con la edad avanzada. La manifestación de enfermedades neurodegenerativas podría ser el resultado de muchos años de estrés celular acumulado y daño en combinación con un debilitamiento de los mecanismos de protección dependientes de la madurez», dice Koch.
Neuronas envejecidas generadas directamente de la piel modelan con mayor precisión la enfermedad de Parkinson
Ruven Wilkens et al, Diversos frenos antiapoptóticos complementarios y dependientes de la madurez protegen las neuronas derivadas de iPSC humanas de la muerte celular, Muerte celular y enfermedad (2022). DOI: 10.1038/s41419-022-05340-4
Proporcionado por Zentralinstitut für Seelische Gesundheit
Citación: Nacido para sobrevivir: cómo las neuronas humanas logran vivir un siglo (24 de octubre de 2022) recuperado el 24 de octubre de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-10-born-survivehow-human-neurons-century.html
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