La lesión del nervio ha puesto de manifiesto el papel esencial de una enzima llamada Nmnat en el mantenimiento de las fibras nerviosas y la neuroprotección. Comprender las vías biológicas implicadas en el mantenimiento y la salud de los nervios.
«Estamos utilizando la fuerza básica de la mosca para aprender acerca de cómo las neuronas se dañan en situaciones de lesión aguda,» dijo Nancy Bonini, autor principal de la investigación y profesor en el Departamento de Biología de la Penn. «Nuestro trabajo indica que Nmnat puede ser la clave.»
La investigación fue publicada en la revista Current Biology. El primer autor del estudio es el investigador postdoctoral Yanshan Fang, con contribuciones adicionales de Lorena investigador postdoctoral Smith y los técnicos de investigación Xiuyin Teng y Melissa Geary, todos del Departamento de Penn de la Biología.
Cuando un nervio sufre una lesión aguda – lo que podría ser causado por una herida penetrante, por ejemplo, o un hueso roto que daña los tejidos cercanos – la proyección a largo de la célula nerviosa, llamada axón, puede llegar a ser lesionado y degenerado. El proceso por el cual se desintegra se conoce a la degeneración walleriana o walleriana como-y es un proceso activo, ordenado.
A pesar de supresión de esta función de las células nerviosas dañadas es crucial, no los biólogos tienen que borrar todo el entendimiento correcto de las vías de señalización moleculares que rigen el proceso.
Laboratorio de Bonini ha enfocado anteriormente en enfermedades neurodegenerativas crónicas, pero hizo esta incursión en la lesión del nervio aguda para determinar si se superpone mecanicistas existe entre la lesión axonal aguda y neurodegeneración crónica. En primer lugar buscó una vía nerviosa que debe ser seleccionada y se identificaron las alas de las moscas adultas como una opción de primera.
El ala de la mosca no sólo es transparente y el sitio de las fibras nerviosas largas que fácilmente se pueden observar, pero también puede ser cortado y causar daño sin matar a la mosca. De esta manera, los investigadores pueden seguir la respuesta de la mascota a la lesión del nervio durante semanas.
El uso de varios reactivos para manipular los rasgos genéticos de la mosca, el equipo confirmó que cortar el nervio del ala la mosca sufrió una degeneración walleriana. Luego, probaron versiones de Nmnat y de otra proteína llamada saldadura, todos los cuales habían sido previamente demostrados en la protección de los nervios de la degeneración. Todo retrasó significativamente la neurodegeneración. Incluso la forma de Nmnat que no habían funcionado en otros modelos animales suprime la degeneración, aunque en menor medida.
«Eso indica que nuestro ensayo es muy sensible», dijo Bonini. «Esta sensibilidad nos podría ayudar a identificar los genes se han moderado que a pesar de algunas funciones importantes en la protección contra la degeneración del nervio.»
Sus investigaciones sobre el nervio del ala también mostró que el axón degenera «Murió hacia atrás,» la fragmentación terminales de los axones de la primera, el lado más alejado del cuerpo de la célula nerviosa, similar al patrón observado en lo que ha estado en otros trastornos.
Hacer más pequeños ajustes, los investigadores demostraron que cuando fuera Nmnat propia de la mascota se había agotado, fragmentado los nervios de la misma manera que si el axón se cortó físicamente. Y Cuando Nmnat y las otras proteínas de «rescate» ¿Se vuelve a añadir a estas moscas genéticamente modificadas, que fueron capaces de bloquear la degeneración, destacando Nmnat Eso es esencial para mantener sanos los axones.
En la última serie de experimentos, los biólogos tratado de reducir en las células nerviosas, donde puede ser Nmnat de trabajo. Se centraron en las mitocondrias, las centrales eléctricas de las células. Cuando crearon una línea genética de las moscas que las mitocondrias bloquea la entrada de las fibras de axones, las vías nerviosas degeneradas, de nuevo, de una forma de morir de la espalda. Sin embargo, ahora saldadura Nmnat no pudo evitar la degeneración axonal y, lo que sugiere Aquellos que pueden actuar sobre las proteínas y requieren la presencia de las mitocondrias axonal para mantener los nervios sanos en las moscas normales.
Ese escenario mover de un tirón alrededor, miraban a ver lo que sucedió a la mitocondria de las moscas sobre la lesión del nervio. Cuando cortaron los axones de los nervios de las alas, la mitocondria se desarrolla rápidamente desapareció. Sin embargo, en gran medida se pueden conservar los mitocondria, aumentando la expresión de Nmnat.
Sus resultados, junto con los hallazgos de otros estudios, sugieren Nmnat que puede estabilizar las mitocondrias, de alguna manera con el fin de mantener los axones en un estado saludable.
«Tenemos alguna esperanza de que estas proteínas o su actividad algún día puede servir a los blancos de la droga o podría proporcionar las bases para un avance terapéutico», dijo Bonini. «Pero ahora mismo, mi esperanza de que es el poder del modelo de la mosca se abrirá un montón de nuevas direcciones de investigación y nuevas vías que podrían ser objetivos para el desarrollo en el futuro.»
ALA DE MOSCA
