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La investigación sugiere una nueva aproximación posible a tratar enfermedades neurodegenerative

Los investigadores en el centro médico de la universidad de Vanderbilt (VUMC) han mostrado por primera vez que cuando un nervio óptico en el aro se daña, como en glaucoma, el nervio óptico opuesto viene al salvamento compartiendo su energía metabólica.

De este modo, sin embargo, el nervio óptico indemne llega a ser vulnerable a la tensión metabólica adicional, que podría explicar porqué el neurodegeneration observado en esto y otras extensiones de las enfermedades entre las regiones del cerebro.

Ésta es la primera demostración de los recursos metabólicos que son compartidos entre los dos aros y los nervios ópticos.”

Clavos de David, doctorado, vicepresidencia del departamento de la oftalmología y de las ciencias visuales en VUMC y director del centro de investigación de Vanderbilt Vision

El parte de los clavos y de los colegas, publicados lunes en los procedimientos de la National Academy of Sciences, sugiere una nueva aproximación potencial a tratar enfermedades neurodegenerative como glaucoma y enfermedad de Alzheimer reforzando los recursos metabólicos de las neuronas implicadas.

El glaucoma, una causa de cabeza de la ceguera, es causado por sensibilidad a la presión ocular, que lleva a la degeneración de la proyección de los nervios del aro al cerebro.

Cruciales a la salud neuronal son los astrocytes, las células glial asteroides que salvan el glicógeno y lo liberan como glucosa, el combustible que las neuronas necesitan para funcionar puesto que no salvan su propia fuente de energía.

Usando la proyección de imagen (PET) de la tomografía por emisión de positrones, que puede correlacionar la actividad metabólica de células en diversos tejidos, los investigadores mostraron que cuando un nervio óptico esfuerzo por una subida de la presión intraocular, los metabilitos incluyendo el glicógeno fueron transferidos del nervio óptico sano vía su punto de la cruce en el cerebro.

“La energía se transfiere encima de un nervio óptico, a través del quiasma óptico (una estructura X-dada forma formada por el cruce de los nervios ópticos) en el cerebro y el retroceder al otro aro, que es una enorme distancia para los metabilitos al viaje,” Calkins dijo.

“No le conocemos exactamente cómo ha hecho,” dijimos.

Sin embargo, la transferencia es relacionada en el connexin 43 (Cx43), la proteína que compone las uniones del entrehierro en astrocytes. Las uniones del entrehierro son los canales intracelulares que conectan las células adyacentes y que permiso la cantina de pequeñas moléculas entre ellas.

Cuando Cx43 genético “fue eliminado” en un modelo del ratón, la transferencia de energía no suceso dentro de las redes del astrocyte entre los dos nervios ópticos.

Las ayudas del fenómeno de la transferencia explican los efectos bilaterales considerados en enfermedades neurodegenerative. La enfermedad de Alzheimer, por ejemplo, puede comenzar en un hemisferio del cerebro y viajar al siguiente.

Mientras que la distribución de energía ayuda al tejido enfermo, el tejido que está donando sus almacenes de la energía llega a ser más susceptible al daño subsiguiente. “Hay un precio que se pagará,” Calkins dijo.

“Esto lo implica que una manera de reducir el neurodegeneration sería generalmente reforzar recursos metabólicos en el cerebro,” dijo. “Una manera que puede ser hecha está apuntando astrocytes para reprogramarlos para crear y para salvar más metabilitos para compartir con las neuronas.

Usando terapia génica reprogramar las neuronas en ciertas enfermedades del sistema visual se ha mostrado para ser efectiva. “Qué estoy intentando ahora hacer está con la terapia génica para reprogramar astrocytes usando virus para insertar genes en su DNA,” él dijo.

Los clavos son el Denis M.O'Day, MBBS, profesor de la oftalmología y las ciencias visuales y profesor de la farmacología.

El tonelero graduado doctoral de Melissa de la neurología reciente, doctorado, era primer autor del papel. Otros co-autores eran Silvia Pasini, doctorado, Wendi Lamberto, doctorado, Karis D'Alessandro, Vincent Yao y Michael Risner, doctorado.

La investigación comenzó en 2016, cuando los clavos recibieron el financiamiento a través del fondo de innovación de Stanley Cohen, que fue establecido que año en honor del premio Nobel de Vanderbilt segundo en el remedio para soportar la investigación de alto riesgo innovadora.

Source:
Journal reference:

Cooper, M.L., et al. (2020) Redistribution of metabolic resources through astrocyte networks mitigates neurodegenerative stress. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2009425117.