The Scripps Research Institute (TSRI)

Los científicos aportan una proteína clave para combatir la distrofia retiniana


      Su investigación ayuda a explicar por qué las mutaciones en el gen que codifica α2δ4 conducen a la distrofia retiniana.

Los científicos del campus de la Florida del instituto de investigación de Scripps (TSRI) han descubierto cómo una proteína llamada α2δ4 establece la visión apropiada.

Para estudiar cómo esta proteína apoya la visión, los investigadores modelaron la distrofia retiniana en ratones. Al igual que los seres humanos, los ratones que carecen de α2δ4 sucumbieron a la enfermedad y su visión se vio comprometida.

"Gran parte de nuestro trabajo está impulsado por el deseo de entender lo que va mal en una amplia gama de condiciones de ceguera", explicó el profesor TSRI Kirill A. Martemyanov, autor principal del nuevo estudio. "Ahora hemos encontrado una molécula que juega un papel clave para permitir que los fotorreceptores se conecten al circuito neural y transmitan las señales luminosas que reciben al cerebro".

El estudio fue publicado en línea recientemente en la revista Neuron .

Un ingrediente secreto para la visión

Nuestra visión depende de dos tipos de fotorreceptores en la capa de ojos sensible a la luz llamada retina. Los fotorreceptores de bastón detectan fotones en los niveles más bajos de luz y apoyan la visión nocturna, y los fotorreceptores de cono detectan la luz brillante y discriminan entre los colores. Ambos bastones y conos deben conectarse a un circuito neural de la retina para enviar información al cerebro.

Martemyanov y sus colegas están estudiando las conexiones neuronales que hacen posible la visión. En un estudio previo, los investigadores identificaron una nueva proteína de adhesión celular llamada ELFN1 que los bastones usan para establecer contactos con sus parejas, llamadas neuronas bipolares. Sin embargo, la forma en que ELFN1 logra la tarea de cableado fotorreceptor no estaba claro.

En el nuevo estudio, los experimentos encabezados por el Asociado de Investigación TSRI Yuchen Wang del laboratorio de Martemyanov demostraron que esta conectividad requiere que α2δ4 une una estructura, llamada complejo macromolecular de orden superior, con ELFN1 y otras proteínas llamadas canales de calcio. Estos canales del calcio activan la liberación del glutamato del mensajero químico, que los fotorreceptores utilizan para comunicarse con las neuronas bipolares.
En resumen, Wang explicó que, sin ambos α2δ4 y los otros canales de calcio en el complejo macromolecular, los bastones no pueden conectarse al circuito neural. "Encontramos que α2δ4 es esencial para organizar el compartimiento presináptico de los fotorreceptores", dijo.

Sorprendentemente, la eliminación del gen correspondiente para α2δ4 en un modelo de ratón interrumpió la transmisión de señales luminosas de fotorreceptores al cerebro sin afectar la capacidad de detectar luz. "Es como si estuvieras tratando de hacer una llamada telefónica, y tu teléfono está totalmente funcional, pero no se oye porque no hay señal", dijo Martemyanov.
Conos parecía manejar la falta de α2δ4 sólo un poco mejor.

Sin el α2δ4, los ratones no pudieron ver bajo condiciones de luz tenue y no podían navegar por un laberinto bajo luz debido a sus bastones disfuncionales. Sus conos también se vieron afectados, pero todavía podían enviar algunas señales débiles al cerebro.
"Su visión de poca luz fue completamente abolida", dijo Martemyanov. -Y la señal de los conos apenas podía llegar. Wang dijo que los investigadores están haciendo más investigación ahora para explicar esta diferencia entre bastones y conos.

Una manera potencial de mantener los ojos saludables

Martemyanov y su equipo planean estudiar si la manipulación de α2δ4 podría ayudar a que los fotorreceptores transmitan sus señales y mantengan la conectividad para permanecer más tiempo funcionales en modelos de pérdida de la visión relacionada con la edad, una condición cegadora importante en los seres humanos.

"Si podemos atraer a los fotorreceptores moribundos para aumentar su comunicación con los circuitos de la retina y preservar las conexiones que hacen, podemos retrasar la pérdida de la visión en condiciones degenerativas como la degeneración macular relacionada con la edad", dijo Martemyanov.

Los investigadores también piensan que los factores de cableado como α2δ4 y ELFN1 también podrían ayudar a los investigadores a abordar un reto actual en el uso de células madre para corregir la pérdida de visión.

Martemyanov explicó que los esfuerzos actuales de muchos laboratorios están actualmente dirigidos a reemplazar las células muertas de fotorreceptoras con bastones y conos derivados de células madre como una estrategia para restaurar la visión; Sin embargo, la integración de los nuevos fotorreceptores en el circuito de la retina ha sido un desafío. El nuevo estudio sugiere que α2δ4 puede ser el ingrediente secreto para conseguir que estas nuevas células encajen correctamente en el circuito neural.

 


Publicado el martes 07 de marzo de 2017 en Retina

Fuente:

Enlace: https://medicalxpress.com/news/2017-03-scientists-key-protein-focus.html

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