Las neuronas humanas no tienen prisa por crecer
SORAIA FERREIRA
10 DE JUNIO DE 2024
ZAP // Dall-E-2
La maduración celular implica cambios transcripcionales, metabólicos y fisiológicos que determinan cómo funcionan las células, y un reloj epigenético puede ser responsable de la maduración más lenta de las neuronas humanas.
En las neuronas humanas, la maduración celular tarda más que en la mayoría de los otros tipos de células y, en el caso de algunas células neuronales, dura casi dos décadas en completarse.
En un nuevo estudio , publicado en enero en la revista Nature , los científicos demostraron que un mecanismo epignético controla la maduración de las neuronas humanas, actuando como una barrera transcripcional.
La epigenética es la ciencia que explica los cambios que afectan la expresión genética sin alterar el código genético, y busca explicar esos procesos sutiles que alteran la forma en que se lee el ADN.
En otras palabras, podemos decir que mientras la genética se ocupa de la información contenida en los genes, la epigenética explica cómo se interpreta esta información.
Según The Scientist , aprender estos procesos en el desarrollo del cerebro podría mejorar los modelos y abrir oportunidades para estudiar enfermedades cerebrales.
“Este ritmo que se caracteriza en diferentes especies vivas se mantiene en modelos in vitro , lo que sugiere que tal vez exista un componente intrínseco, es decir, un mecanismo similar a un reloj que le dice a las células a qué velocidad deben pasar por un determinado proceso. ”, afirma el primer autor del estudio, Gabriele Ciceri .
Para estudiar los controles de la maduración neuronal, los investigadores desarrollaron un método de cultivo de células madre pluripotentes humanas en neuronas sincronizadas en el tiempo.
Con estos cultivos de neuronas sincronizadas , el equipo observó su madurez durante 100 días, monitoreando el desarrollo de las sinapsis, la longitud celular y las propiedades eléctricas.
Utilizando la secuenciación de ARN y el ensayo de secuenciación de cromatina accesible por transposición , demostraron que los genes con funciones en la conectividad neuronal, así como en los procesos metabólicos e inmunológicos, se activan progresivamente.
Los investigadores observaron que un conjunto de genes implicados en la organización de la cromatina y las vías epigenéticas de las células precursoras estaban desregulados durante el período de maduración e investigaron su implicación en el control de este proceso.
Luego, los investigadores utilizaron inhibidores farmacológicos para bloquear las enzimas modificadoras de histonas durante parte del cultivo en células precursoras. La inhibición de estas tres proteínas dio como resultado una maduración acelerada de las neuronas.
El equipo se centró en el papel de la proteína EZH2 debido a su potente efecto en el control de la maduración neuronal . Cuando los investigadores lo inhibieron en las células precursoras en desarrollo, las neuronas mostraron más potenciales de acción, marcadores de sinapsis y expresión de ARN de maduración en comparación con las células no tratadas.
Dado que EZH2 modifica las histonas unidas al ADN con la adición de grupos metilo, los investigadores han analizado las diferentes modificaciones de las histonas en células precursoras y neuronales a lo largo de la maduración y sus relaciones con la transcripción madurativa .
En las células precursoras, algunos de los genes implicados en las sinapsis mostraban patrones de histonas inhibidoras y activas , indicando genes que estaban en estado de equilibrio. Otros genes coincidieron con firmas epigenéticas inhibidoras en momentos anteriores pero más tarde en la maduración.
Además de modular directamente la expresión de los genes de maduración, el equipo demostró que los genes de otros reguladores de la cromatina existen en estados estacionarios en las neuronas precursoras, mantenidos por una modificación inhibidora de las histonas dependiente de EZH2.
La maduración normal de las neuronas o la inhibición de EZH2 dieron como resultado la activación de estos reguladores , lo que contribuyó al desarrollo celular.
En última instancia, los investigadores esperan que los hallazgos y métodos del estudio actual puedan ayudar a otros científicos a investigar la actividad neuronal y el desarrollo en estados de maduración más consistentes.
Soraia Ferreira, ZAP //
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