El sorprendente descubrimiento de un nuevo tipo de célula cerebral

Los investigadores han descubierto una nueva célula cerebral híbrida que cierra la brecha entre las neuronas y los astrocitos. Esta célula puede liberar neurotransmisores y puede influir en afecciones como la epilepsia y mejorar la memoria, lo que proporciona vías prometedoras para la investigación en neurociencia y posibles tratamientos.

La neurociencia se encuentra en una gran revolución. Las dos principales familias de células que forman el cerebro, las neuronas y las células gliales, han escondido en secreto una célula híbrida, a medio camino entre estas dos clases.

Desde la existencia de la neurociencia se sabe que el cerebro funciona principalmente gracias a las neuronas y a su capacidad para desarrollarse y transmitir información rápidamente a través de sus redes. Para apoyarlas en esta tarea, las células gliales realizan una serie de funciones estructurales, vitales e inmunológicas, además de estabilizar parámetros fisiológicos.

Algunas de estas células gliales, conocidas como astrocitos, rodean estrechamente las sinapsis, que son los puntos de conexión donde se liberan los neurotransmisores para transmitir información entre neuronas. Esta es la razón por la que los neurocientíficos han sugerido durante mucho tiempo que los astrocitos pueden tener un papel activo en la transmisión sináptica y participar en el procesamiento de la información. Sin embargo, los estudios realizados hasta ahora para demostrarlo han tenido resultados contradictorios y aún no han llegado a un consenso científico final.

Al identificar un nuevo tipo de célula con características de astrocitos y que expresa la maquinaria molecular necesaria para la transmisión sináptica, neurocientíficos del Departamento de Neurociencias Básicas de la Facultad de Biología y Medicina de la Universidad de Lausana (UNIL) y del Centro Wiess de Biociencias y Neurociencias Ingeniería en Ginebra ha puesto fin a años de controversia.

clave del rompecabezas

Para confirmar o refutar la hipótesis de que los astrocitos, al igual que las neuronas, son capaces de liberar neurotransmisores, los investigadores examinaron primero el contenido molecular de los astrocitos utilizando métodos modernos de biología molecular. Su objetivo era encontrar rastros del mecanismo necesario para la liberación rápida de glutamato, el principal neurotransmisor utilizado por las células nerviosas.

«La resolución que nos permiten los métodos de transcripción unicelular nos ha permitido demostrar la presencia de transcritos en células de aspecto astrocítico, la proteína vesicular VGLUT, que es la encargada de poblar las vesículas de las neuronas liberadoras de glutamato. Estos transcritos se encuentran en ratas «También identificamos otras proteínas especializadas en estas células que son esenciales para la función de las vesículas glutamatérgicas y su capacidad para comunicarse rápidamente con otras células», dice Ludovic Tilly, profesor asistente de la UNIL. y codirector del estudio.

nuevas células funcionales

A continuación, los neurocientíficos intentaron ver si estas células híbridas eran funcionales, es decir, si realmente podían liberar glutamato tan rápido como la transmisión sináptica. Para ello, el equipo de investigación utilizó una técnica de imagen avanzada que puede obtener imágenes del glutamato liberado por vesículas en el tejido cerebral y en ratones vivos.

«Identificamos un subconjunto de astrocitos que responden a estímulos selectivos con una rápida liberación de glutamato, que ocurrió en regiones espacialmente definidas de estas células que recuerdan a las sinapsis», dice Andrea Volterra, profesora emérita de UNIL y profesora visitante en el Wyss Center, Co. -Director. el estudio.

Además, esta liberación de glutamato tiene efecto sobre la transmisión sináptica y regula los circuitos neuronales. El equipo de investigación pudo demostrar esto suprimiendo la expresión de VGLUT en las células híbridas.

«Son células que modulan la actividad neuronal, controlando el nivel de comunicación y excitación de las neuronas», afirma Roberta DiCeglia, primera autora del estudio e investigadora principal de UNIL. Sin este mecanismo funcional, el estudio muestra que la potenciación a largo plazo, un proceso neuronal implicado en los mecanismos de memorización, se ve afectada y la memoria de los ratones se ve afectada.

Vínculos con enfermedades cerebrales

Las implicaciones de este descubrimiento se extienden a los trastornos cerebrales. Al alterar específicamente los astrocitos glutamatérgicos, el equipo de investigación demostró efectos que mejoran la memoria, pero también observaron vínculos con enfermedades como la epilepsia, en la que se exacerban las convulsiones. Finalmente, el estudio demostró que los astrocitos glutamatérgicos también desempeñan un papel en la regulación de los circuitos cerebrales implicados en el control del movimiento y podrían ofrecer dianas terapéuticas para la enfermedad de Parkinson.

«Entre las neuronas y los astrocitos, ahora tenemos a mano un nuevo tipo de célula. Su descubrimiento abre enormes perspectivas de investigación. Nuestros próximos estudios explorarán el posible papel protector de este tipo de célula contra el deterioro de la memoria». enfermedad de alzheimer enfermedad, así como su papel en regiones y enfermedades distintas a las exploradas aquí», Proyecto Andrea Volterra.

Referencia: “Los astrocitos especializados median la transmisión glutamatérgica en el sistema nervioso central” Escrito por Roberta De Ceglia, Ada Lydon, David Gregory Litvin, Barbara Lake Lind, Giovanni Carrero, Emanuele Claudio Latagliata, Erika Benducci, María Amalia de Castro, Jaroslav Savchuk, Ilaria Vitali, Anurag Rnjak, Mauro Kongio, Tara Canonica, William Wisden, Kenneth Harris, Manuel Mameli, Nicolas Mercury, Ludovic Tilly y Andrea Volterra, 6 de septiembre de 2023. naturaleza.
doi: 10.1038/s41586-023-06502-s