Investigación sobre la proteína Netrin1

Investigadores del Centro de Medicina Regenerativa e Investigación de Células Madre Eli y Edythe Broad de la UCLA han descubierto una función previamente desconocida de la proteína netrin1 en el desarrollo de la médula espinal. Si bien esta proteína ha sido reconocida durante mucho tiempo por su papel como señal de orientación en el crecimiento de las fibras nerviosas, este nuevo estudio revela que también regula la señalización de la proteína morfogenética ósea (BMP), que es crucial para organizar las regiones de la médula espinal durante el desarrollo temprano. La investigación, publicada en Cell Reports, muestra que la netrin1 no solo dirige el crecimiento de las fibras nerviosas, sino que también actúa como fijador de límites, controlando la propagación de la señalización de la BMP dentro de la médula espinal en desarrollo. Esta regulación es particularmente importante para asegurar que la señalización de BMP, que desempeña un papel clave en el desarrollo de las neuronas sensoriales, permanezca confinada a la región dorsal de la médula espinal, donde se procesan los procesos sensoriales como el tacto y el dolor. Según la Dra. Samantha Butler, autora principal del estudio, el descubrimiento nació de la curiosidad científica. “Descubrimos que esta proteína, que conocemos desde hace mucho tiempo como un poderoso arquitecto de circuitos neuronales, tiene un papel completamente inesperado en la organización de la médula espinal durante el desarrollo temprano”, explicó Butler. El estudio se centra en la médula espinal dorsal, donde se procesan las entradas sensoriales. La formación adecuada de neuronas sensoriales requiere una compartimentación precisa de esta región, y la señalización de BMP es esencial para este proceso. El desafío, sin embargo, es mantener las señales de BMP confinadas al área dorsal, asegurando que otras regiones de la médula espinal permanezcan intactas. Sin la función de establecimiento de límites de netrin1, este cuidadoso patrón podría verse alterado, lo que daría lugar a circuitos neuronales desorganizados. Sandy Alvarez, estudiante de posgrado en el laboratorio de Butler y primera autora del artículo, destacó la importancia del papel de netrin1 en la regulación de la actividad de BMP. “La especificidad regional de las moléculas de señalización como BMP y netrin1 es extremadamente importante para la formación y el funcionamiento adecuados de la red neuronal”, dijo Alvarez. “Sin la regulación de netrin1, probablemente veríamos una red neuronal desorganizada, lo que podría afectar la forma en que los axones alcanzan sus objetivos e incluso si lo hacen”. Para investigar estos hallazgos, el equipo de investigación realizó experimentos de ganancia de función con embriones de pollo y ratón, así como con células madre embrionarias de ratón. Cuando introdujeron una versión rastreable de netrin1 en la médula espinal en desarrollo, se sorprendieron al descubrir que los axones habían desaparecido. Inicialmente, Alvarez pensó que el experimento había fallado, pero después de repetir los resultados, se dio cuenta de que el sorprendente resultado se debía a la represión de la actividad de BMP por parte de netrin1. El estudio demostró que el aumento de los niveles de netrin1 condujo a la desaparición de ciertas poblaciones de células nerviosas dorsales, mientras que la disminución de los niveles de netrin1 provocó la expansión de esas poblaciones. Un análisis bioinformático posterior reveló que netrin1 logra este efecto controlando la traducción del ARN, que a su vez regula la señalización de BMP. La Dra. Butler expresó su entusiasmo por el potencial de este descubrimiento, especialmente por sus aplicaciones clínicas. “Netrin1 es el arquitecto de circuitos neuronales más poderoso con el que he trabajado”, dijo. “Nuestro próximo esfuerzo será comprender cómo podemos utilizar netrin1 para reconstruir los circuitos en pacientes con daño nervioso o médula espinal lesionada”. Si bien el enfoque del estudio es el desarrollo de la médula espinal, los investigadores también sugieren que sus hallazgos pueden tener implicaciones más amplias. Netrin1 y BMP se expresan en otros órganos donde la formación precisa de patrones celulares es crucial, y el estudio podría ofrecer información sobre las condiciones en las que estas proteínas están involucradas, como ciertos cánceres o trastornos del desarrollo.

Comentario de la columnista de SuppBase Alice Winters

Este estudio reciente sobre netrin1 y su papel en el desarrollo de la médula espinal aporta un giro fascinante e inesperado a nuestra comprensión de los patrones neuronales. Durante años, esta proteína ha sido reconocida principalmente por sus propiedades de guía, ayudando a dirigir el crecimiento de las fibras nerviosas a lo largo de rutas designadas. Sin embargo, el descubrimiento de que también funciona como un regulador de límites para la señalización BMP en la médula espinal en desarrollo agrega una capa de complejidad a su papel en el desarrollo neurológico. Desde una perspectiva más amplia, este hallazgo podría cambiar el paradigma de cómo entendemos los circuitos neuronales, especialmente en el contexto de lesiones de la médula espinal y enfermedades neurológicas. Durante décadas, la comunidad científica ha creído que los principales actores en el desarrollo neuronal eran en gran medida estáticos, y que netrin1 actuaba como una simple señal direccional. Este estudio desafía esa visión al revelar la interacción matizada entre netrin1 y la señalización BMP. Al limitar la actividad BMP a regiones específicas de la médula espinal, netrin1 asegura el desarrollo preciso de las neuronas sensoriales, lo cual es esencial para el funcionamiento adecuado del sistema nervioso. Las implicaciones de este descubrimiento se extienden mucho más allá del ámbito del desarrollo embrionario. Como señala el Dr. Butler, el papel regulador de netrin1 podría ser fundamental en aplicaciones terapéuticas, particularmente en el contexto de lesiones de la médula espinal. Si las investigaciones futuras pueden aprovechar las capacidades de netrin1 para establecer límites y controlar la actividad de BMP, podrían allanar el camino para tratamientos innovadores destinados a reparar o incluso regenerar el tejido espinal dañado. Esto podría representar un avance significativo en el campo de la medicina regenerativa. Además, la sugerencia del estudio de que netrin1 y BMP pueden desempeñar papeles cruciales en otros órganos, particularmente en el contexto de trastornos del desarrollo o cánceres, abre caminos interesantes para futuras investigaciones. Las interacciones de las proteínas podrían ser la clave para comprender una variedad de condiciones patológicas que involucran señalización celular y patrones tisulares aberrantes. En resumen, si bien este estudio se basa en neurobiología básica, sus posibles aplicaciones en entornos clínicos lo convierten en un hito significativo en la medicina regenerativa. A medida que los investigadores continúan explorando los roles multifacéticos de netrin1, es posible que estemos en el comienzo de una nueva era en el tratamiento de lesiones de la médula espinal, degeneración neuronal y tal vez incluso ciertos cánceres.