Al igual que las líneas eléctricas en una red eléctrica, las proyecciones largas y nerviosas que crecen hacia afuera desde las neuronas, estructuras conocidas como axones, forman redes de comunicación interconectadas que van desde el cerebro a todas las partes del cuerpo. Pero a diferencia de una interrupción en una línea eléctrica, que se puede arreglar, una ruptura en un axón es permanente. Cada año, miles de pacientes se enfrentan a esta realidad, enfrentando pérdidas de por vida en la sensación y la función motora de la lesión de la médula espinal y condiciones relacionadas en las que los axones están gravemente dañados o cortados.
Sin embargo, una nueva investigación realizada por científicos de la Universidad de Temple de la Facultad de Medicina Lewis Katz (LKSOM) muestra que las ganancias en la recuperación funcional de estas lesiones pueden ser posibles, gracias a una molécula conocida como Lin28, que regula el crecimiento celular. En un estudio publicado en línea en la revista Molecular Therapy, los investigadores del Templo describen la capacidad de Lin28, cuando se expresa por encima de sus niveles habituales, para alimentar el crecimiento del axón en ratones con lesión de la médula espinal o lesión del nervio óptico, lo que permite la reparación de la comunicación del cuerpo. cuadrícula.
"Nuestros hallazgos muestran que Lin28 es un importante regulador de la regeneración de axones y un objetivo terapéutico prometedor para las lesiones del sistema nervioso central", explicó Shuxin Li, MD, PhD, profesor de anatomía y biología celular y en el Centro de Investigación Pediátrica de los Hospitales Shriners en Lewis Escuela de Medicina Katz en la Universidad de Temple e investigador principal del nuevo estudio. La investigación es la primera en demostrar la capacidad regenerativa de la regulación positiva de Lin28 en la médula espinal lesionada de los animales.
"Nos interesamos en Lin28 como objetivo para la regeneración de neuronas porque actúa como un guardián de la actividad de las células madre", dijo el Dr. Li. "Controla el interruptor que mantiene las células madre o les permite diferenciarse y potencialmente contribuir a actividades como la regeneración de axones".
Para explorar los efectos de Lin28 en la regeneración del axón, el Dr. Li y sus colegas desarrollaron un modelo de ratón en el que los animales expresaban Lin28 adicional en algunos de sus tejidos. Cuando crecieron completamente, los animales se dividieron en grupos que sufrieron lesiones de la médula espinal o lesiones en los tractos del nervio óptico que se conectan a la retina en el ojo.
Otro grupo de ratones adultos, con expresión normal de Lin28 y lesiones similares, recibieron inyecciones de un vector viral (un tipo de portador) para que Lin28 examinara los efectos directos de la molécula en la reparación de tejidos.
Extra Lin28 estimuló la regeneración del axón de larga distancia en todos los casos, aunque los efectos más dramáticos se observaron después de la inyección de Lin28 después de la lesión. En ratones con lesión de la médula espinal, la inyección de Lin28 resultó en el crecimiento de axones a más de tres milímetros más allá del área del daño del axón, mientras que en los animales con lesión del nervio óptico, los axones recuperaron toda la longitud del tracto del nervio óptico. La evaluación de la capacidad de caminar y sensorial después del tratamiento con Lin28 reveló mejoras significativas en la coordinación y la sensación.
"Observamos mucho rebrote de axones, lo que podría ser muy significativo clínicamente, ya que actualmente no existen tratamientos regenerativos para la lesión de la médula espinal o la lesión del nervio óptico", explicó el Dr. Li.
Uno de sus objetivos a corto plazo es identificar un medio seguro y efectivo para llevar Lin28 a los tejidos lesionados en pacientes humanos. Para hacerlo, su equipo de investigadores necesitará desarrollar un vector o sistema portador para Lin28, que pueda inyectarse sistémicamente y luego afinarse en los axones lesionados para administrar la terapia directamente a múltiples poblaciones de neuronas dañadas.
El Dr. Li además quiere descifrar los detalles moleculares de la vía de señalización Lin28. "Lin28 se asocia estrechamente con otras moléculas de señalización del crecimiento, y sospechamos que utiliza múltiples vías para regular el crecimiento celular", explicó. Estas otras moléculas podrían potencialmente empaquetarse junto con Lin28 para ayudar a la reparación de las neuronas.
Otros investigadores que contribuyen al trabajo incluyen Fatima M. Nathan, Yosuke Ohtake, Shuo Wang, Xinpei Jiang, Armin Sami y Hua Guo, el Centro de Investigación Pediátrica de los Hospitales Shriners y el Departamento de Anatomía y Biología Celular de la Facultad de Medicina Lewis Katz; y Feng-Quan Zhou, Departamento de Cirugía Ortopédica y el Departamento de Neurociencia Solomon H. Snyder de la Facultad de Medicina de la Universidad Johns Hopkins, Baltimore.
La investigación fue apoyada en parte por las subvenciones del Instituto Nacional de Salud R01NS105961, 1R01NS079432 y 1R01EY024575 y con fondos de la Fundación de Investigación Shriners.

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