Nuevos descubrimientos sobre el origen del sistema inmunitario del cerebro
Importancia de la enfermedad de Alzheimer, la esclerosis múltiple y otras enfermedades
Lo que entra en el cerebro y lo que no está estrictamente regulado. Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Friburgo han estudiado ahora los fagocitos que recubren los vasos sanguíneos del cerebro y refuerzan la barrera hematoencefálica. Como han demostrado los científicos del Instituto de Neuropatología del Centro Médico de la Universidad de Friburgo junto con un equipo de investigación internacional, estas células sólo maduran completamente después del nacimiento según un programa de desarrollo definido paso a paso. Hasta ahora se suponía que este proceso se completaba durante el desarrollo embrionario. Sus estudios, publicados en la revista Nature el 20 de abril de 2022, se realizaron inicialmente en líneas de ratón modificadas genéticamente y se confirmaron en muestras humanas. Se espera que aporten importantes conocimientos sobre el desarrollo y el tratamiento de las enfermedades del cerebro.
Imagen microscópica postprocesada de diferentes macrófagos tisulares (cian, magenta o verde) en el cerebro de un ratón. Los macrófagos (magenta) en los vasos sanguíneos se forman por la migración de macrófagos (cian) desde las meninges.
Medical Center – University of Freiburg / Dr. Lukas Amann
"Pudimos demostrar que las células inmunitarias que estudiamos migran de la membrana cerebral a los vasos sanguíneos del cerebro poco antes del nacimiento y maduran allí. Este proceso probablemente no se completa hasta semanas después del nacimiento y podría explicar en parte por qué el cerebro es tan vulnerable al principio de la vida", dice el Prof. Dr. Marco Prinz, Director Médico del Instituto de Neuropatología del Centro Médico - Universidad de Friburgo y jefe del Centro de Investigación Colaborativa/Transregio 167 - NeuroMac y miembro del Cluster de Excelencia CIBSS -Centro de Estudios de Señalización Biológica Integrativa de la Universidad de Friburgo. "El momento tardío de la maduración de los fagocitos, también llamados macrófagos, nos sorprendió mucho, ya que las células precursoras ya están presentes en el cerebro mucho antes", dice Prinz. Además, los científicos pudieron demostrar por primera vez que los vasos, como células estructurantes del cerebro, envían señales importantes para el desarrollo normal de los macrófagos del cerebro.
La barrera hematoencefálica está formada por células de los vasos sanguíneos del cerebro. Controlan qué sustancias pueden entrar en el cerebro y cuáles no. Esto protege al cerebro de sustancias nocivas y patógenas. La barrera hematoencefálica es especialmente permeable en caso de enfermedades infecciosas, ciertos tumores cerebrales y la falta de oxígeno.
Importancia del Alzheimer, la esclerosis múltiple y otras enfermedades
"Además de la barrera hematoencefálica, las células inmunitarias que estudiamos controlan lo que puede llegar a las células cerebrales desde la sangre, se comen los patógenos y evitan la inflamación excesiva. También intervienen en el desarrollo del cáncer, la enfermedad de Alzheimer y la esclerosis múltiple. Nuestros hallazgos podrían ser importantes para una mejor comprensión de estas enfermedades y futuras terapias", añade Prinz.
Células codificadas por colores y análisis de genes Farbmarkierte Zellen und Gen-Analysen
Para su estudio, los investigadores dirigidos por los dos primeros autores, el Dr. Takahiro Masuda, de la Universidad de Kyushu (Japón), y el Dr. Lukas Amann, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Friburgo, utilizaron varias líneas de ratones recién establecidas. Con ellas se pudieron etiquetar por primera vez de forma específica distintos tipos de macrófagos cerebrales y sus células progenitoras, que posteriormente se encontraron en las distintas regiones del cerebro mediante microscopía de alta resolución. Además, examinaron la actividad génica de las células individuales y determinaron así su grado de madurez. "También pudimos confirmar los datos en cerebros humanos. Esto nos da una comprensión mucho más profunda del momento y los mecanismos moleculares en el desarrollo de las células. Este conocimiento puede utilizarse ahora para explorar enfoques terapéuticos nuevos y más específicos para las enfermedades cerebrales", afirma el biólogo Dr. Lukas Amann, que trabaja en el Instituto de Neuropatología del Centro Medica - Universidad de Friburgo.
En el estudio participaron investigadores de Friburgo, Berlín, Hannover, Leipzig, Japón, Suecia, Francia y Estados Unidos.
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