Las interneuronas vGlut2ON experimentan un cambio de fenotipo NT después de una lesión en un adulto. Crédito: Bertels et al. (Nature Neuroscience, 2022).
Cuando los humanos adultos y los animales se lesionan gravemente la médula espinal, se paralizan de forma irreversible y ya no pueden mover las partes del cuerpo controladas por la sección de la médula espinal debajo de la lesión. Para contrarrestar el daño causado por la lesión, los médicos suelen utilizar agentes farmacológicos o herramientas de estimulación eléctrica.
Si bien estos tratamientos pueden tener algunos efectos positivos, solo permiten movimientos temporalmente y no restauran la movilidad total a largo plazo. Curiosamente, los estudios en roedores han demostrado que, si bien las lesiones graves de la médula espinal causan parálisis permanente en los adultos, los roedores recién nacidos con lesiones de la médula espinal pueden recuperar gran parte de la movilidad de sus patas traseras en la edad adulta, sin recibir ningún tratamiento específico.
Los neurocientíficos han estado tratando de comprender los mecanismos biológicos que subyacen a esta movilidad renovada desde hace algunos años. Sin embargo, las razones por las que el mismo tipo de lesión experimentada a diferentes edades puede tener diferentes consecuencias a largo plazo sobre la movilidad siguen sin estar claras.
Un equipo de investigadores del VIB- Neuroelectrics Research Flanders (NERF) y el Leuven Brain Institute han llevado a cabo recientemente un estudio que investiga los mecanismos subyacentes a la recuperación de la movilidad de las patas traseras en roedores recién nacidos con lesiones en la columna. Sus hallazgos, publicados en Neurociencia de la naturalezasugieren que esta recuperación podría estar regulada por el cambio de fenotipo del neurotransmisor de las interneuronas excitatorias espinales.
En sus experimentos, los investigadores sometieron a una serie de ratones salvajes a una sección completa de la médula espinal en la parte inferior del tórax. Los ratones a los que operaron eran adultos o tenían cinco días.
Posteriormente, los investigadores utilizaron cámaras de alta velocidad para observar y caracterizar los movimientos de los ratones mientras se movían en una cinta rodante, comparándolos con los de un grupo de control de ratones (es decir, ratones sin lesiones en la columna). Finalmente, los investigadores llevaron a cabo una serie de análisis para determinar las diferencias biológicas y cinemáticas entre los ratones adultos y posnatales con lesiones en la médula espinal.
«Descubrimos que la lesión de la médula espinal en adultos provoca el cambio de neurotransmisores de interneuronas excitatorias espacialmente definidas a un fenotipo inhibitorio, lo que promueve la inhibición en las sinapsis que contactan con las neuronas motoras», escribieron en su artículo Hannah Bertels, Guillem Vicente-Ortiz, Khadija El Kanbi y Aya Takeoka. «Por el contrario, la lesión de la médula espinal neonatal mantiene el fenotipo excitatorio de las interneuronas glitamatérgicas y provoca el brote sináptico para facilitar la excitación».
Esencialmente, los hallazgos de los investigadores sugieren que la recuperación de la movilidad de las patas traseras en ratones posnatales con lesiones de la médula espinal está regulada por el cambio de identidades de neurotransmisores específicos de la lesión y los reordenamientos de la conectividad entre las interneuronas excitatorias. Las interneuronas excitatorias son neuronas que conectan las neuronas motoras y sensoriales espinales, que utilizan el neurotransmisor glutamina.
Bertels y sus colegas luego realizaron una serie de pruebas adicionales destinadas a comprender sus observaciones con mayor profundidad. Los hallazgos que recopilaron ofrecen información valiosa que podría allanar el camino para nuevos estudios centrados en las consecuencias de las lesiones graves de la médula espinal.
«La manipulación genética para imitar el fenotipo inhibidor observado en las interneuronas excitatorias después de una lesión de la médula espinal adulta anula la funcionalidad locomotora autónoma en ratones con lesiones neonatales», agregaron los investigadores en su artículo. «En comparación, la atenuación de este fenotipo inhibidor mejora la capacidad locomotora después de una lesión en adultos. Juntos, estos datos demuestran que el fenotipo de neurotransmisor de interneuronas excitatorias definidas dirige la recuperación locomotora después de una lesión de la médula espinal».
En el futuro, los hallazgos recopilados por este equipo de investigadores podrían ayudar a identificar tratamientos e intervenciones terapéuticas más eficaces para recuperar la movilidad después de estas lesiones. Estas intervenciones podrían dirigirse específicamente a la regulación de las interneuronas, con el objetivo de regular el equilibrio de las interneuronas excitatorias y promover la recuperación de la movilidad.
Nueva inyección repara lesiones graves de la médula espinal en ratones
Hannah Bertels et al, Cambio de fenotipo de neurotransmisor por interneuronas excitatorias espinales regula la recuperación locomotora después de una lesión de la médula espinal, Neurociencia de la naturaleza (2022). DOI: 10.1038/s41593-022-01067-9
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Citación: El estudio encuentra que el cambio de fenotipo de neurotransmisor por interneuronas excitatorias regula la recuperación después de lesiones espinales (2 de junio de 2022) consultado el 2 de junio de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-06-neurotransmitter-phenotype-excitatory-interneurons-recovery. html
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