Docentes e Investigadores del IUCBC identifican Alteraciones Asociadas con al Degeneración Neuronal

El Dr. Alfredo Cáceres, Vicerrector, docente e investigador del IUCBC, el Dr. Nicolás Unsain también docente e investigador de nuestra institución, integran el equipo que logró demostrar el mecanismo por el cual se modifican las células nerviosas afectadas en enfermedades como Parkinson y Alzheimer.

La innovadora investigación que involucró a un grupo interdisciplinario de médicos, físicos y biólogos fue posible gracias al financiamiento del Ministerio de Ciencia y Tecnología de la Nación (Mincyt). Mientras los físicos contribuyeron en el desarrollo del microscopio, los médicos y biólogos hicieron uso aplicado a la nueva aparatología.

Para poder llevar a cabo estos análisis realizaron los experimentos, prepararon las muestras y las trasladaron a Buenos Aires donde analizaron en conjunto. De hecho, diseñaron un software libre al que denominaron Gollum que permite cuantificar miles de imágenes y determinar la regularidad de las estructuras (anillos de actina y espectrina, ver dibujo) del citoesqueleto neuronal en cientos de axones. El trabajo fue publicado en febrero de este año en una de las revistas científicas de la Editorial Nature y replicado en otras revistas académicas.

En una entrevista concedida al diario La Nueva Mañana de Córdoba, nuestro vicerrector el Dr. Alfredo Cáceres explicó: “Nosotros no trabajamos en enfermedades neurodegenerativas sino en el desarrollo del sistema nervioso, en la biología normal de las neuronas y en particular cómo se forman las prolongaciones de las neuronas, es decir los axones y las dendritas. Hace cuarenta años que estudiamos eso. En realidad, lo que pasa es que las proteínas que permiten que se formen esos axones y dendritas son aquellas que están alteradas en enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer, Parkinson y ELA (Esclerosis Lateral Amiotrófica).

Entonces, eventualmente nosotros tocamos temas que tiene que ver con enfermedades neurodegenerativas, es decir las proteínas que hacen que un axón crezca, las que en condiciones normales pueden estar alteradas y producir esas patologías”.

Respecto a la metodología empleada, el investigador destacó: “Cuando realizamos este estudio analizamos unas estructuras que han sido descubiertas hace muy poco tiempo con unas técnicas muy modernas de microscopía que desarrollaron dos estadounidenses y un alemán que les valieron obtener el Premio Nobel de Química en 2014. En Argentina hay sólo uno de estos nuevos microscopios, llamados nanoscopios en un Instituto de Conicet de Buenos Aires, y en realidad nosotros somos los principales o diría los únicos usuarios en la actualidad. Por eso, este es un aparato muy especial que nos permite ver lo que ningún otro tipo de microscopio óptico o común posibilita. O sea que con esta aparatología podemos identificar unos anillos de actina y espectrina (ver dibujo) que son del citoesqueleto que se encuentran en los axones de las neuronas.

Utilizando un modelo de degeneración axonal de estas células encontramos que esos anillos están entre las primeras estructuras que se desarman cuando se está deteriorando la prolongación de la célula nerviosa, lo cual sugiere que son importantes para el mantenimiento de la estructura normal en ciertas condiciones, por lo que en algunas enfermedades degenerativas estos anillos están deteriorados y se desarman previo a la degeneración celular”.

Esquema de una neurona

Este trabajo resulta valioso por su aporte a la medicina y por las técnicas novedosas aplicadas para su desarrollo. En palabras de nuestro vicerrector: “éste es el primer trabajo en su tipo que se realiza en Argentina utilizando las técnicas de microcospía de súper resolución y aprovechando la interacción entre físicos y biólogos, lo que no es muy común en nuestro medio, y que provee evidencia acerca de cuál podría ser la función de esos anillos de actina y espectrina para evitar la destrucción del axón de la neurona, que si bien esas estructuras fueron descubiertas hace más de tres años, el hallazgo en sí de nuestro grupo es que esos anillos se rompen previo a la destrucción del axón”.

FUENTE DE LA NOTA E IMÁGENES: LA NUEVA MAÑANA, 22/05/2018, “CIENTÍFICOS IDENTIFICAN ALTERACIONES ASOCIADAS CON LA DEGENERACIÓN NEURONAL”.

 

ARTÍCULOS CIENTÍFICOS PUBLICADOS DE LA INVESTIGACIÓN

-Remodeling of the Actin/Spectrin Membrane-associated Periodic Skeleton, Growth Cone Collapse and F-Actin  Decrease during Axonal Degeneration. Unsain N, Bordenave MD, Martinez GF, Jalil S, von Bilderling C, Barabas FM, Masullo LA, Johnstone AD, Barker PA, Bisbal M, Stefani FD, Cáceres AO.
Sci Rep. 2018 Feb 14;8(1):3007. doi: 10.1038/s41598-018-21232-0. Erratum in:Sci Rep. 2018 Apr 12;8(1):6002.

-Automated quantification of protein periodic nanostructures in fluorescence nanoscopy images: abundance and regularity of neuronal spectrin membrane-associated skeleton. Barabas FM, Masullo LA, Bordenave MD, A Giusti S, Unsain N, Refojo D, Cáceres A, Stefani FD.
Sci Rep. 2017 Nov 22;7(1):16029. doi: 10.1038/s41598-017-16280-x.

– The Actin/Spectrin Membrane-Associated Periodic Skeleton in Neurons.
Nicolas Unsain, Fernando D. Stefani and Alfredo Cáceres.
https://doi.org/10.3389/fnsyn.2018.00010