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“Esta investigación se remonta a más de 20 años atrás, cuando comenzamos a estudiar las interacciones entre neuronas y astrocitos”

Tiempo de lectura: 20 minutos
Lorenzo Palma
Lorenzo Palma Morales es Periodista, Licenciado en Comunicación Social y Bachiller en Humanidades y Ciencias Sociales de la Universidad Austral de Chile. Diplomado en Periodismo de Investigación de la Universidad de Chile y Magíster en Desarrollo Rural, Becado por CONI- CYT (UACh), Diplomado en Escritura Creativa de No Ficción por la Universidad Alberto Hurtado. En el año 2018 fundó el medio de comunicación nacional y agencia de contenidos www.cienciaenchile.cl, del cual es su director. Ha participado organizando actividades de divulgación y difundiendo resultados de investigación en innumerables proyectos de norte a sur del país.

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Comentó la Dra. Lisette Leyton, quien inició un área de investigación único en el país, donde el foco está en un tipo de célula de soporte llamada astrocitos, que desempeñan un papel crucial en el funcionamiento del cerebro.

Dra. Lisette Leyton Campos

En la Universidad de Chile, trabaja desde hace más de 20 años la investigadora Lisette Leyton Campos, quien lidera trabajos científicos enfocados en neuronas y astrocitos. Perteneciente a la Facultad de Medicina, la académica ha sido responsables de un sin número de proyectos Fondecyt, el más reciente y que concluye durante marzo se llama “Mecanismos que desencadenan la expresión de la integrina αvβ3 en la reactividad de los astrocitos”, iniciativa que logró avances notables en el área. 

Fueron cuatro años de trabajo, en los que la Dra. Leyton, no solo logró publicaciones académicas en revistas de importancia, sino desarrolló capital humano avanzado en tal específica  área del conocimiento. Cabe mencionar que, los astrocitos son un tipo de células en el cerebro y la médula espinal que desempeñan un papel crucial en el soporte y mantenimiento de las neuronas. Actúan como células de apoyo, proporcionando nutrientes, eliminando desechos, regulando la composición química del ambiente neuronal y contribuyendo a la reparación de tejidos en caso de lesiones.

¿Qué fue lo que descubrieron que da vital importancia a los astrocitos?

 Descubrimos que estos astrocitos, cuando el cerebro experimenta inflamación debido a lesiones o enfermedades neurodegenerativas y se vuelven reactivos, expresan en su superficie una molécula de adhesión llamada integrina alphaV beta3. que es muy importante en el proceso de reactividad. Este proceso puede ser tanto beneficioso como perjudicial para el cerebro. La reactividad de los astrocitos puede ayudar en parte a la reparación cerebral, pero también puede contribuir al daño, ya que impide la capacidad de las neuronas para repararse. Nuestro principal hallazgo es que esta integrina en astrocitos es una señal para la neurotoxicidad.

¿Cuál es el enfoque de investigación en su laboratorio?

Nuestro enfoque se centra en comprender cómo estas células se comunican entre sí y cómo cambia este lenguaje cuando los astrocitos se vuelven reactivos. Uno de nuestros principales avances ha sido identificar esta proteína la integrina alphaV beta3, en los astrocitos durante la reactividad. Esta proteína parece ser crucial en el proceso y hemos demostrado que su presencia está asociada con efectos negativos en el cerebro.

¿Contemplando lo anterior cuál sería el objetivo de su línea de trabajo y el Fondecyt que concluye?

Nuestro objetivo es comprender cómo interactúa esta proteína, qué señales desencadena en la célula y cómo podríamos modular estas señales para prevenir o reducir el daño cerebral causado por la inflamación. Esta investigación tiene importantes implicaciones para el tratamiento de enfermedades neuroinflamatorias, como las enfermedades neurodegenerativas, donde la inflamación juega un papel esencial. 

¿Cuáles fueron los principales hitos de esta investigación?

Uno de los hitos principales fue modular la gliosis reactiva mediante la regulación de los niveles de integrina en la superficie celular. Este objetivo nos llevó a investigar también otras moléculas relacionadas, como el factor de transcripción NF-κB, que parece estar involucrado en el aumento de los niveles de integrina en la superficie de los astrocitos.

Otro hito importante fue comprender cómo el estrés mecánico puede influir en la expresión de la integrina, a través de receptores sensoriales como el Syndecan-4 . Este mecanismo nos permitió entender cómo la célula responde a los cambios en su entorno y cómo estos cambios pueden acelerar la respuesta de la integrina.

Finalmente, realizamos estudios a nivel molecular para comprender mejor los mecanismos subyacentes a estos procesos y también llevamos a cabo pruebas in vivo utilizando un inhibidor específico, que demostró ser efectivo para inhibir la gliosis reactiva.

¿Cuáles serían los principales resultados de esta investigación?

Como describí anteriormente, nuestro trabajo ha revelado la importancia de la integrina alphaV beta3 en la gliosis reactiva, un proteína que no había sido descrita previamente como marcador de gliosis. La integrina se perfila como un prometedor marcador de gliosis reactiva debido a su asociación con una serie de condiciones neurodegenerativas, como Alzheimer, isquemia y reperfusión, y ELA. Nuestros estudios han demostrado que la integrina se expresa en astrocitos reactivos en contextos de enfermedad como ELA, lo que sugiere un papel crucial en la patología subyacente.

En términos de resultados destacados, hemos identificado una correlación entre la acumulación de integrina en la superficie de los astrocitos y la falla en la proteólisis de las moléculas durante la inflamación. Esta acumulación puede conducir a cambios significativos en la función cerebral a largo plazo, ya que los astrocitos reactivos liberan citoquinas proinflamatorias que perpetúan el ambiente inflamatorio y causan retracción de las prolongaciones neuronales. Esto eventualmente lleva a una degeneración neuronal irreversible, lo que subraya la importancia de comprender los mecanismos moleculares detrás de la gliosis reactiva.

¿Esto lo continuará estudiando?

Para el próximo proyecto Fondecyt justamente planeamos profundizar en la comprensión de estos mecanismos, centrándonos en la falla en la proteólisis de las moléculas y su impacto en la acumulación de integrina en la superficie de los astrocitos. Nuestro objetivo es investigar cómo esta alteración en el reciclaje de proteínas contribuye a la gliosis reactiva y cómo podría ser posible intervenir terapéuticamente para modular este proceso.

¿Qué desafíos enfrenta esta investigación?

En cuanto a los principales obstáculos en el diseño de intervenciones terapéuticas dirigidas a modificar la expresión de integrina en astrocitos reactivos, podemos mencionar la complejidad de los mecanismos involucrados y la necesidad de comprender mejor cómo estos cambios afectan el funcionamiento cerebral en su conjunto. Además, es fundamental encontrar formas de intervenir de manera específica en los astrocitos reactivos sin afectar otras células ni funciones cerebrales importantes.

Estudios futuros podrían allanar el camino para tratamientos innovadores que controlen la reactividad astrocitaria y promuevan la reparación axonal en lesiones cerebrales.

¿Cuál es su motivación como investigadora?

Mi motivación como investigadora en esta área específica radica en mi interés en la comunicación celular y la traducción de señales. Comencé mi carrera estudiando la comunicación entre espermatozoides y óvulos, explorando cómo se comunican y qué señales se transmiten durante la fecundación. Este interés en la comunicación celular me ha llevado a investigar cómo las células del cerebro se comunican y cómo estas interacciones afectan la salud cerebral. Espero que mi trayectoria pueda servir como inspiración para otros investigadores que estén buscando su camino en este apasionante campo del “lenguaje” de las células.

¿En el área de formación qué logros se obtuvo? 

En cuanto a la formación de capital humano durante este proyecto, hemos tenido la participación de varios estudiantes de doctorado y postdoctorado que han contribuido significativamente. Por ejemplo, Leonardo Pérez realizó su tesis doctoral en ciencias biomédicas y se enfocó en los experimentos de estrés mecánico. Esteban Palacios, por su parte, desarrolló su tesis doctoral en bioquímica y se centró en la regulación transcripcional de la integrina por el factor de transcripción NF-κB. Además, contamos con la colaboración de un postdoctorado que investigó la vía de transducción de señales de la integrina, específicamente la vía PI3 quinasa/AKT.

 

Finalmente, ¿Cuál es su visión sobre la posibilidad de que este nuevo conocimiento abra el camino hacia terapias médicas innovadoras en el futuro?

En términos terapéuticos, nuestro trabajo podría tener importantes implicaciones tanto a nivel nacional como internacional. Por ejemplo, el desarrollo de terapias dirigidas a apagar la integrina o sus vías de señalización podría ofrecer nuevas opciones de tratamiento para enfermedades neuroinflamatorias, como las enfermedades neurodegenerativas dado que nos permitiría modular la función astrocítica y promover la reparación neuronal. Además, nuestro enfoque en la especificidad del tratamiento, dirigido exclusivamente a los astrocitos, podría reducir los efectos secundarios no deseados en otras células cerebrales.

En resumen, nuestro trabajo no solo contribuye al avance del conocimiento científico en el campo de la neuroinflamación, sino que también ofrece perspectivas prometedoras para el desarrollo de nuevas terapias para enfermedades cerebrales.

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