Las toxinas Botulinum pueden causar efectos alejados moviéndose entre las neuronas

Las toxinas botulinum están entre las substancias más mortales en la Tierra, y dos toxinas específicas - incluyendo la droga popular Botox - tienen aplicaciones múltiples para tratar muchas condiciones neuromusculares, incluyendo líneas del ceño fruncido, espasmos de desactivación del músculo y dolores de cabeza de la jaqueca.

Las toxinas botulinum cancelan señales del nervio a los músculos, creando la parálisis que puede durar por meses. Dado su toxicidad extraordinaria, las dosis se miden típicamente en trillonésimos de un gramo, y las metas se eligen cuidadosamente para imponer silencio solamente a los nervios de motor deseados.

Cuando Botox y las drogas botulinum relacionadas incorporaron el mercado, “la idea era que son seguras de utilizar, ellas tirante donde se inyectan, y usted no tiene que preocuparse de la toxina que va al sistema nervioso central y causando efectos extraños,” dice el Buhonero de Edwin, un investigador en el Howard Hughes Medical Institute y al profesor de la neurología en la Universidad de Wisconsin-Madison.

La preocupación que esta toxina potente pueda moverse más allá del sitio de la inyección fue reforzada en 2009, cuando Food and Drug Administration agregó una alerta prominente a la información que prescribía “para destacar que la toxina botulinum puede extenderse del área de la inyección para producir los síntomas constantes con botulismo,” incluyendo la “baja inesperada de la fuerza o de la debilidad muscular. … Entienda que las dificultades que tragan y de respiraciones pueden ser peligrosas para la vida y allí haber sido partes de las muertes relacionadas con los efectos de la extensión de la toxina botulinum.”

Además, los médicos han visto resultados de desconcierto del tratamiento, agregan a Ewa Bomba-Warczak, candidato doctoral en neurología. “En muchos casos, después de que una inyección para un espasmo de desactivación del cuello muscles distonía cervical llamada, no hay cambio en tono muscular sino la relevación paciente de los hallazgos y es perfectamente feliz. Ese resultado no se puede explicar por los efectos locales.”

En un estudio publicó hoy (4 de agosto de 2016) en Partes de la Célula, Buhonero mayor del autor, primer Bomba-Warczak autor y pruebas sin obstrucción de los colegas las actuales que la toxina se está moviendo entre las neuronas en un plato del laboratorio.

El estudio observaba las neuronas del ratón en los receptores de papel conectados por los canales minúsculos que permiten el incremento de los axones - las fibras largas que las neuronas utilizan para comunicar.

En las pruebas de dos toxinas botulinum, los investigadores vieron las moléculas de la toxina el incorporar de la célula inyectada, como se esperaba.

Una Vez dentro de una neurona, la toxina botulinum hiende las proteínas responsables de la fusión de contenedores químicos, conocida como vesículas, con la membrana de plasma. Esta acción de la fusión release/versión las señales químicas que son la base de la comunicación con los músculos, y la incapacidad para fundirse lleva a la parálisis temporal causada por la toxina botulinum.

Usando los anticuerpos para determinar los fragmentos de las proteínas dañadas, el grupo del Buhonero mostró que las moléculas de la toxina se movían a las células nerviosas en los receptores de papel que no habían recibido inicialmente las moléculas dañinas. “Cada vez que una fracción de los actos de la toxina localmente (en la primera célula nerviosa que hace contacto con), otra fracción actúa en una distancia,” dice al Buhonero. “Es desconocida hasta dónde viajan, que depende probablemente de la dosis de la toxina y de otros factores.”

Co-author a Jason Vevea, becario postdoctoral de UW-Madison, vídeos producidos que muestran las moléculas marcadas con etiqueta de la toxina botulinum que se mueven a lo largo de los axones que conectan las neuronas.

Las toxinas Botulinum primero fueron descritas en los 1800s, y han sido de largo un tema de la investigación en UW-Madison. El PLC de Allergan, que comercializa cuatro versiones de la toxina botulinum, señaló las ventas globales de Botox de casi $2 mil millones en 2015.

Encontrando que las moléculas de la toxina no tirante siempre donde se inyectan, el Buhonero dice las respuestas del estudio de Wisconsin una prolongada pregunta sobre movilidad, pero aumenta varios más. “Hemos visto que estas toxinas entran en las neuronas en el sitio de la inyección, causando la parálisis local deseada, pero Ewa y Jason han mostrado inequívoco la existencia de un segundo camino del asiento que lleva algunas de las moléculas de la toxina otras neuronas.”

La investigación, hecha en un plato del laboratorio, quita las variables que han plagado los estudios similares realizados en animales, el Buhonero dice. “Quisimos ver si podríamos construir (en un plato) un sistema in vitro que permite la visualización directa de este movimiento supuesto, en una manera que es simple, fácil interpretar, e inequívoco. Hacen se mueven, o hacen ellos no?”

El Buhonero se pregunta sobre los efectos de las moléculas extraordinario potentes de la toxina que viajan las redes neuronales. Los efectos Locales, hasta ahora, se han juzgado los efectos del lenguado. ¿Pero podía la parte de sus efectos ser debido a la toxina transportada?

Estas preguntas podrían ser contestadas genético dirigiendo las bacterias del Clostridium que hacen la toxina botulinum para alterar la estructura de la toxina, el Buhonero dice. “Podemos estar en una posición para transformar la parte de la toxina que los attaches a un receptor en la neurona así que ella pueden solamente incorporar el camino local, no este nuevo camino que hemos descrito.”

Si solamente los efectos locales importan para el remedio, las versiones de mañana de esta molécula antigua de la toxina pueden poder aliviar síntomas de arrugas a los espasmos severos del músculo sin la mudanza más allá de las neuronas de la meta.

“Tengo una dificultad que se imagina que cualquier médico va a querer inyectar algo que saben pueden moverse sobre cuando tienen una opción para utilizar algo que tirante puesto,” Buhonero dicen. “Es una perspectiva emocionante, suplantando una droga $2 mil millones con una droga más segura.”

Fuente: Universidad de Wisconsin-Madison

Source:

University of Wisconsin-Madison