Muestran cómo cambian las células inmunes el cerebro en desarrollo del ratón

Un equipo de investigadores ha demostrado, en ratones, cómo las células inmunes del cerebro identifican y eliminan ciertas conexiones neuronales, durante el desarrollo normal. Esta investigación, financiada por los Institutos Nacionales de Salud, de Estados Unidos, describe cómo la actividad cerebral influye en el desarrollo del cerebro, y pone de relieve la importancia del sistema inmune en las conexiones neuronales, así como las nuevas conexiones a lo largo de la vida, en respuesta al cambio.    La lucha contra la enfermedad de las células del cerebro, conocidas como microglías, puede 'podar' miles de millones de diminutas conexiones (o sinapsis) entre las neuronas. Esta nueva investigación, demuestra que las microglías responden a la actividad neuronal para seleccionar qué sinapsis podar, y que esta poda se basa en una vía de respuesta inmune -para eliminar las sinapsis de tal manera que las células bacterianas, o los desechos patógenos, sean eliminados. El estudio, publicado en 'Neuron', ha sido dirigido por Beth Stevens, profesora de Neurología en el Hospital Infantil de Boston, y la Escuela de Medicina de Harvard.

   El cerebro comienza teniendo muchas sinapsis, más de las que mantiene en la edad adulta. A medida que el cerebro se desarrolla, pasa a través de cambios dinámicos para perfeccionar su sistema de circuitos, acortar la distancia de las conexiones sinápticas que no tienen mucha actividad, y preservar las sinapsis más fuertes y activas. Este período, conocido como poda sináptica, es una parte clave del desarrollo normal del cerebro.

   Los científicos desconocen cómo estas sinapsis son seleccionadas y podadas; sin embargo, la eliminación precisa de las sinapsis no utilizadas, y el fortalecimiento de aquellas que son más necesarias, es esencial para la función normal del cerebro. Muchos trastornos de la infancia, como la ambliopía (pérdida de la visión en un ojo), diversas formas de retraso mental, la epilepsia, y el autismo, pueden ser causa de un desarrollo anormal del cerebro.

   Las microglías se originan en la médula ósea, y se activan para defender al cuerpo contra las infecciones. La activación de las microglías también tiene lugar ante enfermedades, como un accidente cerebrovascular, o la enfermedad de Alzheimer. No siempre está claro, sin embargo, si estas células causan la degeneración de las células cerebrales, o si son parte del proceso de recuperación del cerebro. Recientemente, varios grupos de investigación han sugerido que la activación de las microglías también está presente en el cerebro normal.

   En el nuevo estudio, los científicos del laboratorio de la doctora Stevens, utilizaron el sistema visual de los ratones para estudiar la poda sináptica, un modelo que sufre grandes cambios y remodelaciones durante el desarrollo, y que posee un circuito bien definido y fácil de manipular. Los científicos identificaron neuronas que se proyectan desde el ojo, hasta un área del cerebro llamada el núcleo geniculado lateral (NGL), observando que las microglías reactivas contenían porciones de sinapsis de las neuronas identificadas.

   Posteriormente, los investigadores analizaron si la cantidad de actividad neuronal en una sinapsis determina su eliminación por parte de las microglías. Para ello, se utilizó un medicamento para aumentar la actividad en las neuronas que se proyectan desde un ojo, hallando menos poda de sinapsis en la región del cerebro correspondiente, en comparación con el ojo sin tratar. Cuando se utilizó un fármaco para reducir la actividad, esto dio lugar a una poda mayor, en comparación con el ojo sin tratar.

   Los investigadores creen que las microglías eliminan sinapsis, según el nivel de actividad de ésta. Este hecho puede estar directamente relacionado con la ambliopía -la pérdida de visión en un ojo (los niños con ambliopía utilizan preferentemente un ojo, y la visión del ojo menos usado se deteriora por la pérdida sinapsis y células).

   Una investigación anterior había revelado que las proteínas implicadas en el sistema inmunológico se encuentran cerca de las sinapsis, durante el desarrollo cerebral, y son necesarias para la poda. Para averiguar si estas mismas proteínas son utilizadas por las microglías para dar forma a las conexiones neuronales, los investigadores interrumpieron la vía de proteínas que se encuentra en las células inmunitarias del cerebro. Los resultados indican que estas proteínas provocan que las microglías corten sinapsis, y sugieren que las vías del sistema inmune son clave para una poda sináptica adecuada.

   Stevens afirma que el estudio arroja luz sobre el papel de las microglías en el cerebro normal, y apoya nuevas investigaciones sobre las microglías en un contexto de enfermedad cerebral
EP