La ‘Vimentina’ es un filamento celular que ayuda a las células neurales madre a eliminar las proteínas aglomeradas y dañadas, ayudando en la neurogénesis.
Una nueva investigación realizada por científicos de la Universidad de Wisconsin-Madison revela cómo un filamento celular ayuda a las células madre neurales a eliminar las proteínas dañadas y aglomeradas, un paso importante en la producción de nuevas neuronas. El trabajo proporciona un nuevo objetivo celular para intervenciones que podrían aumentar la producción de neuronas cuando más se necesita, como después de lesiones cerebrales. Y debido a que las proteínas agrupadas son un sello distintivo de muchas enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer, el nuevo estudio podría proporcionar información sobre cómo estas proteínas tóxicas pueden eliminarse. La profesora asistente de neurociencia Darcie Moore dirigió el trabajo con su estudiante graduado Christopher Morrow. Su estudio está disponible en línea en la revista Cell Stem Cell.
«Como objetivo a largo plazo, nos encantaría poder inducir células madre neurales endógenas para ayudar a regenerar el tejido, especialmente después de un derrame cerebral o algún tipo de neurodegeneración», dice Morrow.
En un modelo de ratón, el equipo identificó un filamento celular conocido como ‘vimentina’ como un componente clave del sistema de manejo de proteínas de las células madre neurales. Descubrieron que la ‘vimentina’ lleva las proteasomas (disposiciones de basura molecular que pueden digerir las proteínas específicas) a grupos de proteínas dañadas que deben eliminarse para que las células funcionen correctamente. Las células madre neurales acumulan proteínas dañadas durante el proceso de envejecimiento, o cuando están latentes o expuestas a productos químicos tóxicos.
Cuando las células madre neurales carecían de ‘vimentina’, que son peores para eliminar las proteínas específicas, salían de la latencia más lentamente y tenían menos capacidad de recuperarse de la exposición a toxinas que dañan las proteínas. Los ratones que no podían producir ‘vimentina’ tenían una capacidad reducida para producir nuevas neuronas a partir de células madre a una edad más temprana, lo que sugiere que la ‘vimentina’ es importante para mantener las células madre neurales activas y productivas durante el envejecimiento.
Los libros de texto solían enseñar que los mamíferos adultos no producían nuevas neuronas. No es así, dice Morrow.
“La evidencia reciente sugiere que las células madre neurales están presentes en mamíferos adultos, simplemente no están entrando en el ciclo celular y dividiéndose. Y ahora también sabemos que un componente crítico de una célula madre neural que ingresa al ciclo celular está eliminando proteínas”, dice Morrow. «Estamos describiendo un programa que tienen las células madre neurales para eliminar proteínas de forma rápida y eficiente y entrar en el ciclo celular para sufrir neurogénesis».
Ese programa consiste en etiquetar proteínas dañadas, concentrarlas en un punto de la célula y luego transportar los digestores a ese punto para descomponer las proteínas dañadas. Para estudiar qué papel juega la ‘vimentina’ en este programa, etiquetó la proteína del filamento con un marcador fluorescente y también estudió a los ratones que no pueden producir ‘vimentina’.
Se vio que, si bien las células madre neurales aún podían etiquetar y concentrar proteínas dañadas sin vimentina, necesitaban esta proteína de filamento para llevar las proteasomas al lugar correcto para eliminar todas las proteínas viejas. Con una capacidad reducida para deshacerse de las proteínas acumuladas, las células madre neurales fueron peores al salir de la latencia y producir nuevas neuronas en ratones.
Una imagen de inmunofluorescencia de una región del cerebro llamada giro dentado dentro del hipocampo, que es uno de los dos lugares donde residen las células madre neurales en un cerebro de roedor. En esta imagen se puede ver muchas células madre neurales en el cerebro marcadas con vimentina en rojo y Sox2, un marcador para las células que se renuevan automáticamente, en cian. La imagen está acreditada a Christopher Morrow.
Es un renacimiento sorprendente para el papel de la ‘vimentina’, que los científicos asumieron durante mucho tiempo y que se limita en gran medida a ayudar a las células a moverse y proporcionar soporte estructural para la célula. Hace veinte años, los investigadores desarrollaron ratones incapaces de producir ‘vimentina’, y parecían estar bien. Pero ahora está quedando claro que la ‘vimentina’ es importante para responder a situaciones desafiantes, como el envejecimiento o las toxinas, que amenazan con engrosar las células con proteínas agrupadas.
Las mutaciones en ‘vimentina’ se han relacionado con enfermedades en los humanos, incluidas las cataratas y, en algunos casos, el envejecimiento acelerado. Y las células cancerosas dependen de la ‘vimentina’ cuando comienzan a hacer metástasis. Se requiere más investigación para determinar cómo la ‘vimentina’ afecta la salud celular, el envejecimiento y las enfermedades en humanos y otros animales.
«Además de centrarse en las células madre neurales como un camino hacia las terapias regenerativas, un próximo paso obvio es investigar cómo la ‘vimentina’ desempeña un papel en otras enfermedades como el cáncer», dice Moore. «Este estudio nos da mucho que seguir», finalizó.
Fuente: Universidad de Wisconsin Madison
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