Els axons són les prolongacions de les neurones per on viatgen els impulsos nerviosos que permeten la connexió de neurona a neurona i l’execució de les ordres del cervell cap als músculs. Un dels principals problemes del sistema nerviós d’un adult és la incapacitat de regeneració dels axons que pateixen una lesió. Un equip d’investigadors liderats per l’Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona), del CSIC i de la UB, ha obtingut un nou compost químic que permet la regeneració de neurones amb axons lesionats del sistema nerviós central (SNC) adult. Els investigadors proposen que la substància és interessant per al disseny de nous fàrmacs que afavoreixin la regeneració axonal necessària, per exemple, en lesions de medul·la espinal després d’un accident. Els resultats de l’estudi es publiquen avui a la versió online de Chemistry and Biology, la revista especialitzada en química biològica del grup Cell.

Les lesions de medul·la espinal són el principal exemple de lesió del sistema nerviós central. Cada any, aproximadament mil persones a Espanya pateixen lesions d’aquesta mena amb greus seqüeles motores, sensorials i cognitives. Eduardo Soriano, líder del laboratori en Neurobiologia del Desenvolupament i Regeneració a l’IRB Barcelona i catedràtic de la UB, investiga les funcions de gens i molècules que controlen la represa dels programes de desenvolupament de neurones en adults. Soriano explica que "hem obtingut un compost químic que actua específicament contra una molècula que inhibeix el creixement dels axons tant en desenvolupament embrionari com en adults." L’autora principal del treball és Marisol Montolio, científica de l’IRB Barcelona, i també hi han participat investigadors del grup d’Angel Messeguer, de l’Institut de Química Avançada de Catalunya (IIQAB) del Consell Superior d’Investigacions Científiques i José Antonio del Río (IRB Barcelona -actualment a l'IBEC- i UB).

Enderrocar barreres químiques

Durant el desenvolupament embrionari, els axons creixen fins a una llargària determinada, guiats per una sèrie de molècules. Una d’elles és la Semaforina 3A (Sema 3A) que actua com una barrera química i impedeix que l’axó passi per allà on ella està present. Sema3A a més d’actuar com una tanca també impulsa l’axó cap a la direcció contrària. En la seva funció natural en el desenvolupament, Sema 3A és una molècula-guia inhibidora del creixement d’axons i és fonamental per marcar la ruta adequada per on han de créixer. Una vegada el sistema ja està format, la presència d’aquest molècula en l’organisme és molt baixa, però quan hi ha una lesió torna a reaparèixer amb força. En aquest context, l’acció de Sema 3A, juntament amb d’altres molècules, es converteix en un obstacle per a la regeneració dels axons. Per lluitar contra Sema 3A, els investigadors han generat SICHI (Semaphorin Induced Chemorepulsion Inhibitor) que inhabilita la presència de la molècula quan es produeix una lesió. Eliminada la barrera química, l’axó pot formar un nou con de creixement i créixer cap al destí correcte.

Els científics han identificat SICHI d’entre una llibreria de 10.648 molècules. SICHI impedeix la unió de Sema 3A amb el seu receptor cel·lular i evita la cascada de successos posteriors que impedeixen l’elongació dels axons. A més de descriure l’acció biològica de SICHI, els investigadors també revelen quines són les dosis òptimes per obtenir la màxima eficiència del compost sense ocasionar la mort de les cèl·lules, unes dosis prou baixes com per considerar SICHI interessant.

Soriano adverteix que "el camí entre la recerca dels laboratoris bàsics fins la consecució d’un fàrmac viable per al tractament de lesions medul·lars és llarg." Els experiments s’han realitzat en cèl·lules in vitro de cervell de ratolí. Ara, el proper pas serà comprovar si Sema 3A actua de la mateixa manera en sistemes models in vivo, preferentment en ratolins.

Article de referència:
A Semaphorin 3A Inhibitor Blocks Axonal Chemorepulsion and Enhances Axon Regeneration.
Marisol Montolio, Joaquim Messeguer, Isabel Masip, Patricia Guijarro, Rosalina Gavin, José Antonio del Río, Angel Messeguer, and Eduardo Soriano.
Chemistry & Biology Chemistry & Biology. Available online 16 July 2009. doi:10.1016/j.chembiol.2009.05.006