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El compuesto hace crecer axones lesionados de neuronas in vitro de cerebro de ratón.
Los axones son las prolongaciones de las neuronas por donde viajan los impulsos nerviosos que permiten la conexión de neurona a neurona y la ejecución de las órdenes del cerebro hacia los músculos. Uno de los principales problemas del sistema nervioso de un adulto es la incapacidad de regeneración de los axones cuando sufren una lesión. Un equipo de investigadores liderados por el Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona), con participación del CSIC y de la UB, ha obtenido un nuevo compuesto químico que permite la regeneración de neuronas con axones lesionados del sistema nervioso central adulto. Los investigadores proponen que la sustancia es interesante para el diseño de nuevos fármacos que favorecen la regeneración axonal necesaria, por ejemplo, en lesiones de médula espinal tras un accidente. Los resultados del estudio se publican hoy en la versión online de Chemistry and Biology, la revista especializada en química biológica del grupo Cell.
Las lesiones de médula espinal son el principal ejemplo de lesión del sistema nervioso central. Cada año, aproximadamente mil personas en España sufren lesiones de este tipo con graves secuelas motoras, sensoriales y cognitivas. Eduardo Soriano, líder del laboratorio en Neurobiología del Desarrollo y Regeneración en el IRB Barcelona y catedrático de la UB, investiga las funciones de genes y moléculas que controlan la recuperación de los programas de desarrollo de neuronas en adultos. Soriano explica que "hemos obtenido un compuesto químico que actúa específicamente contra una molécula que inhibe el crecimiento de los axones tanto en desarrollo embrionario como en adultos". La autora principal del trabajo es Marisol Montolio, científica del IRB Barcelona, y también han participado investigadores del grup de Ángel Messeguer, del Institut de Química Avançada de Catalunya (IIQAB) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y José Antonio del Río, del IRB Barcelona (actualmente en el IBEC) y UB.
Derribar barreras químicas
Durante el desarrollo embrionario, los axones crecen hasta una longitud determinada, guiados por una serie de moléculas. Una de ellas es Semaforina 3A (Sema 3A) que actúa como una barrera química e impide que el axón pase por donde ella está presente. Sema3A además de actuar como una valla también impulsa al axón hacia la dirección contraria. En su función natural en desarrollo, Sema 3A es una molécula-guía inhibidora del crecimiento de axones y es fundamental para marcar la ruta adecuada de crecimiento. Una vez el sistema nervioso ya está formado, la presencia de esta molécula en el organismo es muy baja, pero cuando hay una lesión vuelve a reaparecer con fuerza. En este contexto, la acción de Sema 3A, junto con otras moléculas, es un obstáculo para la regeneración de los axones. Para luchar contra Sema 3A, los investigadores han generado SICHI (Semaphorin Induced Chemorepulsion Inhibitor) que inhabilita la presencia de la molécula cuando se produce una lesión. Eliminada la barrera química, el axón puede formar un nuevo cono de crecimiento y crecer hacia el destino correcto.
Los científicos han identificado SICHI de entre una librería de 10.648 moléculas. SICHI impide la unión de Sema 3A con su receptor celular y evita la cascada de sucesos posteriores que impiden la elongación de los axones. Además de describir la acción biológica de SICHI, los investigadores también revelan las dosis óptimas para obtener la máxima eficiencia del compuesto sin ocasionar la muerte de las células, unas dosis lo suficientemente bajas como para considerar SICHI interesante.
Soriano advierte que "el camino entre la investigación de los laboratorios básicos hasta la consecución de un fármaco viable para el tratamiento de lesiones medulares es largo". Los experimentos se han realizado en células in vitro de cerebro de ratón. Ahora, el próximo paso será comprobar si Sema 3A actúa de la misma manera en sistemas modelos in vivo, preferentemente en ratones.
Artículo de referencia:
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
IRB Barcelona
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