Neurociencia

Los astrocitos protegen a las neuronas de las acumulaciones tóxicas.

Las células cerebrales recolectan los lípidos dañados secretados por las neuronas hiperactivas y luego reciclan esas moléculas tóxicas para convertirlas en energía, según informan los investigadores del Janelia Research Campus del Instituto Médico Howard Hughes en la revista Cell. Es un mecanismo para proteger a las neuronas de los efectos secundarios dañinos de la hiperactividad. Y es otro papel importante para los astrocitos, que soportan las neuronas de varias maneras.

Cuando una neurona se dispara rápida y furiosamente, las moléculas de lípidos en la célula se dañan y pueden volverse tóxicas. Si bien la mayoría de los tipos de células retienen el exceso de ácidos grasos o los alimentan con mitocondrias para prevenir la acumulación, las neuronas no parecen confiar en esos trucos.

En su lugar, «las neuronas descargan parte de la carga a los astrocitos», dice la coautora del estudio y la líder del grupo Janelia Zhe Liu, quien trabajó en estrecha colaboración con Maria Ioannou y Jennifer Lippincott-Schwartz, una líder del grupo en Janelia. «Durante mucho tiempo, la gente ha sospechado que existía un mecanismo como este. El nuevo trabajo muestra cómo sucede realmente este proceso».

El hallazgo surgió de una observación curiosa: las neuronas hiperactivas liberan ácidos grasos dañados agrupados en partículas lipídicas. «La gente no creía que las neuronas pudieran secretar esas partículas de lípidos», dice Liu.

Sin embargo, el equipo mostró que la estimulación de las neuronas del ratón en un plato condujo a la acumulación de ácidos grasos y, finalmente, a la liberación de partículas lipídicas. Luego, los astrocitos cercanos engulleron las partículas y amplificaron la actividad de los genes involucrados en la producción de energía y la desintoxicación.

Liu concluyó que los astrocitos alimentan los lípidos dañados descargados de las neuronas a sus propias mitocondrias, convirtiendo los desechos en energía. Las pruebas en ratones mostraron una respuesta similar. Después de una lesión en el cerebro que simula un derrame cerebral, un gran estrés para las neuronas, las neuronas aumentaron la producción de proteínas involucradas en el transporte de ácidos grasos fuera de la célula y los ácidos grasos acumulados en los astrocitos.

Esta vía para eliminar las moléculas tóxicas de las neuronas podría dañarse en los pacientes de Alzheimer, propone Liu, aunque no se ha investigado a fondo. Un próximo paso, dirigido por Maria Ioannou en su nuevo laboratorio en la Universidad de Alberta, es examinar qué hay de diferente acerca de este mecanismo en el cultivo de células y en los modelos de roedores de la enfermedad de Alzheimer.

Mayor información: Maria S. Ioannou, Jesse Jackson, Shu-Hsien Sheu, et al. «Neuron-Astrocyte Metabolic Coupling Protects against Activity-Induced Fatty Acid Toxicity». Cell, Published: May 30, 2019.

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