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Investigadores del IRB Barcelona descubren que la proteína NEK7 regula la formación de neuronas

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..Cristina Cebrián.
Ya hay nuevas pistas sobre la formación de las neuronas del hipocampo gracias al trabajo de un equipo de investigadores del Instituto de Investigación Biomédica de Barcelona (IRB), en colaboración con otros grupos de la Universidad de Barcelona y el Instituto de biología Molecular de Barcelona (IBMB-CSIC). El trabajo, liderado por Jens Lüders y publicado en la revista ‘Nature Communications’, concluye que la proteína NEK7 es la que regula la formación de neuronas, ya que es necesaria para el crecimiento y ramificación de dendritas, así como para la formación y morfología de las espinas dendríticas.

NEK7 es necesaria para el crecimiento y ramificación de dendritas, así como para la formación y morfología de las espinas dendríticas

Estas dendritas son una extensión protoplásmica con ramificaciones que forma parte de una célula nerviosa y le permite a ésta recibir estimulación del ámbito exterior. Las dendritas, por tanto, son ramificaciones terminales presentes en las neuronas que garantizan la recepción de los impulsos nerviosos que llegan desde un axón correspondiente a otra neurona. Además de esto existen unas estructuras que ayudan a separar los cromosomas durante la mitosis, son los microtúbulos y los centrosomas. Los microtúbulos son diminutos filamentos que se contraen, se alargan, se agrupan y se doblan, según los requisitos de la célula. Participan en movilidad celular, división celular y transporte intracelular, entre otras funciones. También éstos se encuentran regulados por la proteína NEK7 durante la división celular. Pero hasta ahora nunca se había visto una función de este gen en las neuronas.

Investigación con modelos in vitro e in vivo
Para demostrar la importancia de NEK7 a la hora de que las neuronas del hipocampo se formen correctamente, utilizaron modelos in vitro e in vivo y, cuando redujeron los niveles de esta proteína, se observó que las dendritas eran más cortas y generaban estructuras sinápticas en menor número y de peor calidad.

Cuando redujeron los niveles de esta proteína, se observó que las dendritas eran más cortas y generaban estructuras sinápticas en menor número y de peor calidad

Aún se desconocen las consecuencias derivadas de la malformación de las neuronas del hipocampo, pero la deficiencia de NEK7 resulta en un fenotipo animal complejo, que sugiere que NEK7 tiene más roles, posiblemente también en otras regiones del cerebro. El hipocampo continúa siendo una zona desconocida en muchos aspectos. Otro estudio desarrollado por científicos españoles de la Universidad de Valencia y publicado también durante este año en la revista ‘Nature’ sugiere que el número de progenitores proliferativos y nuevas neuronas en el giro dentado disminuye drásticamente durante el primer año de vida. Es decir, la generación de nuevas neuronas en el hipocampo humano y de primates no humanos se produce fundamentalmente en etapas embrionarias y de forma escasa en periodos post-natales, durante apenas los primeros meses de vida.

Funciones de los microtúbulos
El conocimiento de los reguladores de los microtúbulos llevó al desarrollo de medicamentos dirigidos a los microtúbulos para combatir el cáncer. Pero en las investigaciones científicas se suele obviar que éstos tienen más funciones importantes en las células diferenciadas post-mitóticas, como las neuronas. Tras realizar un análisis genómico sobre neuronas en cultivo diferenciándose, los autores del estudio identificaron los llamados “reguladores de microtúbulos mitóticos”, los cuales permanecen muy activos en las neuronas mientras se diferencian. Por lo tanto, se presumen que tengan papeles clave durante todo este proceso.

Francisco Freixo: “Esta investigación podría ayudar a predecir los efectos secundarios de los medicamentos contra el cáncer”

Francisco Freixo, primer autor del estudio, comenta la importancia de explorar esta premisa, “ya que no solo conducirá a una mejor comprensión de la función de la red de microtúbulos en las neuronas, sino que también podría ayudar a predecir los efectos secundarios de los medicamentos contra el cáncer”.

Por otro lado, los investigadores no se sorprenden ante los efectos secundarios de la quimioterapia en zonas del sistema nervioso. Y es que en las neuronas, los microtúbulos ayudan por ejemplo a definir su forma y sirven como pistas por las cuales se transportan muchos orgánulos y neurotransmisores. “No es sorprendente que algunos agentes quimioterapéuticos que afectan las funciones de los microtúbulos en las células mitóticas también tengan efectos secundarios graves en el sistema nervioso“, explica Jens Lüders, jefe del laboratorio Organización de Microtúbulos.

Los microtúbulos determinan la función y la supervivencia de las neuronas. Sin embargo, hasta la fecha, se sabe poco sobre los reguladores del citoesqueleto de microtúbulos en las neuronas. “Es de suma importancia tener un conocimiento mejor y más completo de la identidad de los reguladores de microtúbulos en las neuronas: qué hacen, cuándo y cómo operan y lo que sucede cuando no están o cuando están mal regulados“, concluyen los investigadores.

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