Descobert un mecanisme que podria millorar les lesions medul·lars

Un estudio liderat per investigadors de l’IBEC i l’Imperial College de Londres identifica un mecanisme que regula la capacitat regenerativa en lesions del sistema nerviós central. Els experts proven també, per primera vegada, com la inhibició genètica o farmacològica de la nova diana terapèutica podria superar la insuficiència regenerativa després d’una lesió medul·lar

¿Em recuperaré d’aquesta lesió? Respondre a la pregunta que molts pacients es fan després de patir una caiguda, xoc o qualsevol mena d’accident o malaltia, encara és un repte per a la medicina. I és que els mecanismes moleculars que discriminen entre l’èxit o el fracàs regeneratiu segueixen sent un misteri per a la ciència. Tot i que les lesions en el sistema nerviós perifèric poden ser parcialment reversibles, les lesions del sistema nerviós central no poden regenerar-se de la mateixa manera. Aquesta manca de capacitat regenerativa és el principal responsable dels dèficits funcionals després, per exemple, d’una la lesió medul·lar.

Read more…

Regeneració d’axons sensorials (vermell) més enllà de la lesió després de la inhibició farmacològica de HDAC3. Els axons que regeneren són capaços de formar noves sinapsis (blau) amb interneurones de la medul·la (verd).

Entendre els mecanismes que duen a la regeneració medul·lar, així com identificar possibles dianes terapèutiques que es podrien utilitzar per al tractament de lesions traumàtiques del sistema nerviós central, són qüestions de gran rellevància en la recerca biomèdica.

En un article publicat recentment a la revista EMBO Journal, fruit de la col·laboració entre els investigadors de l’Institut de Bioenginyeria de Catalunya (IBEC) i l’Imperial College de Londres, els investigadors han analitzat  la capacitat regenerativa del sistema sensorial dels ganglis de l’arrel dorsal (DRG). La raó és que aquestes neurones tenen una branca axonal en el sistema nerviós central i un altre en el perifèric, que surten d’un sol cos cel·lular, permetent estudiar els mecanismes implicats en la capacitat regenerativa dels nervis perifèrics versus la incapacitat del sistema nerviós central. “Les lesions al sistema nerviós perifèric responen diferent de com ho fan al sistema nerviós central. Identificar diferències en la resposta cel·lular en ambdues branques del sistema sensorial ens permet identificar possibles dianes per al tractament de lesions medul·lars” comenta el Prof. Di Giovanni, responsable de la recerca.

Els investigadors van trobar que les lesions en la branca perifèrica, però no en la central, desencadenaven una onada de calci que a la vegada activava una cascada de reaccions bioquímiques que acabava inactivant un enzim anomenat  HDAC3. Aquest enzim és un regulador epigenètic què, mitjançant estudis de seqüenciació massiva i anàlisis funcionals bioinformàtics, els investigadors van identificar que es trobava silenciant l’expressió de gens essencials per la regeneració axonal. “La inhibició terapèutica de l’enzim HDAC3 en models animals de lesió medul·lar permet augmentar la capacitat regenerativa després de lesions del sistema nerviós central, obrint així la porta a futurs tractaments per pacients amb lesions medul·lars” conclou el Dr. Arnau Hervera, autor principal de l’article i investigador a l’IBEC.

Finalment, els investigadors van comprovar que la inhibició, genètica o farmacològica de l’enzim HDAC3 provoca un creixement regeneratiu també en un model de lesió medul·lar en ratolins, identificant així una nova diana terapèutica per al tractament de les lesions medul·lars,

L’estudi va ser liderat pel doctor Arnau Hervera i dut a terme entre els laboratoris del professor José Antonio del Río a l’IBEC i del professor Simone Di Giovanni a l’Imperial College de Londres. Ambdós laboratoris ja van col·laborar de manera similar a la publicació de 2018 a Nat Cell Bio dirigida també pel doctor Arnau Hervera.


Article referenciat: Arnau Hervera, Luming Zhou, Ilaria Palmisano, Eilidh McLachlan, Guiping Kong, Thomas Hutson, Matt C Danzi, Vance P. Lemmon, John L. Bixby, Andreu Matamoros-Angles, Kirsi Forsberg, Francesco De Virgiliis, Dina P. Matheos, Janine Kwapis, Marcelo A. Wood, Radhika Puttagunta, José Antonio del Río, Simone Di Giovanni (2019) PP4‐dependent HDAC3 dephosphorylation discriminates between axonal regeneration and regenerative failure. EMBO, doi: 10.15252/embj.2018101032