Descobreixen la maquinària que usen les neurones per formar i mantenir les seves extensions nervioses

Imatge de microscòpia d’una neurona de ratolí en cultiu amb la xarxa de microtúbuls en verd i vermell, segons modificacions químiques. L’axó, en verd més intens, és l’extensió nerviosa que té més microtúbuls modificats (Carlos Sánchez-Huertas, IRB)
Imatge de microscòpia d’una neurona de ratolí en cultiu amb la xarxa de microtúbuls en verd i vermell, segons modificacions químiques. L’axó, en verd més intens, és l’extensió nerviosa que té més microtúbuls modificats (Carlos Sánchez-Huertas, IRB)

El treball de l'IRB Barcelona, publicat a Nature Communications, té interès per a la medicina regenerativa i malalties neurodegeneratives com l'Alzheimer.

Científics de l'Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona) liderats per Jens Lüders, investigador principal del laboratori d’“Organització microtubular", han descrit a Nature Communications un nou mecanisme molecular determinant en la formació i manteniment dels axons neuronals.

Les neurones envien constantment substàncies i senyals al llarg d'aquestes extensions nervioses, que en éssers humans poden arribar a ser d’un metre de longitud. Els axons tenen a dins una densa xarxa de microtúbuls, fins filaments que empenyen el creixement de l'axó i que, al seu torn, serveixen de vies de transport.

"Les neurones són cèl·lules que depenen especialment dels microtúbuls tant per al transport intern de components com per a la comunicació entre elles però curiosament no enteníem com els formen i els organitzen", descriu Jens Lüders.

Re-ús d'un complex molecular propi de la divisió

Els científics, estudiant neurones de l'hipocamp en ratolins, han vist que les neurones diferenciades -que han perdut la capacitat de dividir-se- reutilitzen un complex molecular fins ara descrit exclusivament en divisió cel·lular, per generar nous microtúbuls dins dels axons.

"Aquest és un complex determinant en la formació i manteniment de l’axó neuronal, una de les estructures cel·lulars més enigmàtiques", valora el primer autor de l'article Carlos Sánchez-Huertas, investigador postdoctoral del grup de Lüders a l'IRB Barcelona, ​​actualment al Centre de Recherche en Biologie Cellulaire de Montpeller (CNRS). "Crec que se seguiran descobrint casos de proteïnes de la divisió cel·lular, com quinases i motors moleculars, que són reutilitzades per les cèl·lules postmitòtiques per a altres tasques moleculars", afegeix.

Els científics proposen que en les neurones, el tàndem format pels complexos d'Augmina i gamma Tubulina (γTuRC) promou la formació de nous microtúbuls sobre d’altres ja existents. Així, el nou microtúbul "hereta" la mateixa orientació que l'antic, afavorint la formació de feixos de microtúbuls amb una polaritat uniforme, característica fonamental en els axons.

Conèixer com es formen els microtúbuls i com s'organitzen en una xarxa complexa i ordenada en les neurones és fonamental per fer avançar les neurociències i pot oferir pistes sobre la regeneració axonal, necessària per reparar lesions medul·lars, una cosa que avui dia no és possible fer. A més, el treball també és d'interès per millorar la comprensió de malalties neurodegeneratives en les quals la xarxa de microtúbuls està malmesa, com en l'Alzheimer.

En l'estudi, també han col·laborat científics de la Universitat de Barcelona i ha estat finançat pel Ministeri d'Economia i Competitivitat i fons FEDER.

Article de referència:

Non-centrosomal nucleation mediated by augmin organizes microtubules in post-mitotic neurons and controls axonal microtubule polarity

Carlos Sánchez-Huertas, Francisco Freixo, Ricardo Viais, Cristina Lacasa, Eduardo Soriano &Jens Lüders

Nature Communications (July 2016) doi: 10.1038/ncomms12187