video: In this time-lapse video is shown the development of a zebrafish embryo for 12 hours in which the blood vessels are marked in magenta and the sensory neurons in green, which allows us to observe the interaction of these two cell types. view more
Credit: Laura Taberner, Pompeu Fabra University.
Investigadores de la UPF muestran por primera vez que los vasos sanguíneos se comunican con las neuronas del sistema nervioso periférico, regulando su proliferación y diferenciación. El trabajo se publicó ayer en la revista Cell Reports y lo han llevado a cabo utilizando como modelo el pez cebra. Ha sido liderado por Berta Alsina, investigadora principal del grupo de Morfogénesis y Señalización en los Sistemas Sensoriales, y han participado Laura Taberner y Aitor Bañón.
Los investigadores, mediante videos a tiempo real, han descubierto que tanto las neuronas como las células de los vasos sanguíneos emiten unas protrusiones dinámicas para poder hablar entre ellas. Estas protrusiones se denominan filopodios señalizadores o citonemas y en la punta tienen un receptor o un ligando que les permiten enviar señales. Hace relativamente poco que se descubrieron y es un mecanismo de señalización muy preciso, tanto a nivel de espacio como de tiempo.
"Se sabía que las células de los vasos y las células madre del cerebro se comunican pero esta es la primera vez que se ha visto que lo pueden hacer a través de citonemas en el sistema nervioso periférico", detalla Berta Alsina. "Gracias a técnicas de visualización in vivo a gran resolución espacio-temporal los hemos podido ver en tiempo real y podría ser que también estuvieran en el cerebro", añade.
Esta comunicación permite mantener algunos precursores de las neuronas en quiescencia, es decir, dormidos, y constituyen un reservorio de células madre. Así, si más adelante en la vida adulta hay una lesión, las células quiescentes se podrán activar y suplir a las neuronas dañadas.
Laura Taberner, primera autora del estudio, explica que "si todos los precursores neuronales proliferaran y se diferenciaran no tendríamos este reservorio y no habría la oportunidad de regeneración. En el sistema auditivo y vestibular, que es el que nosotros estudiamos, se podrían producir casos de sordera o vértigo".
El estudio también concluye que inicialmente los precursores se encuentran en un ambiente hipóxico, es decir, sin oxígeno, que los mantiene proliferando. Cuando los vasos sanguíneos se conectan entre ellos durante el desarrollo, el oxígeno se transporta por los vasos sanguíneos y el ambiente pasa a ser normóxico. Los investigadores han observado que el oxígeno es la segunda señal de los vasos y en este caso, en vez de regular la quiescencia, el oxígeno regula la diferenciación de los precursores neuronales a neuronas.
En este estudio demuestran que, durante el desarrollo del sistema nervioso periférico, la formación de nuevas neuronas y el mantenimiento de las células madre están muy condicionados por señales de los vasos sanguíneos. Las neuronas reciben señales de todas las células que las rodean, que forman parte del entorno donde residen y los vasos son parte de este nicho. "Este nuevo conocimiento ayudará a entender la conexión entre sordera y enfermedades cardiovasculares, así como a mejorar los protocolos de diferenciación de neuronas in vitro para terapias regenerativas", añade Taberner.
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Artículo de referencia:
L Taberner, A Bañón, B Alsina. Sensory neuroblast quiescence depends on vascular cytoneme contacts and sensory neuronal differentiation requires initiation of blood flow. Cell Reports, July 2020. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.107903.
Journal
Cell Reports