LESIONES CEREBRALES

Explosión de una bomba-explicó lesiones cerebrales
Investigadores identifican proteína implicada en la vía de la lesión cerebral traumática.

Gwyneth Dickey Zakaib

Las explosiones suelen causar lesiones cerebrales traumáticas en los soldados que sirven en Afganistán. Foto cortesía del Departamento de Defensa de EE.UU..
Kit Parker no se limita a estudiar la lesión cerebral traumática en el laboratorio, también es visto de cerca durante su servicio en Afganistán. Desde entonces ha hecho con la misión de desentrañar los mecanismos que subyacen a la respuesta del cerebro a las lesiones desagradable, que a menudo el resultado de la proximidad a una explosión.

Después del impacto inicial, las conexiones entre las células nerviosas en el cerebro a veces se retraen y los vasos sanguíneos se contraen (vasoespasmo). Las investigaciones realizadas por Parker, un bioingeniero de la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, y sus colegas sugiere que una vía de señalización implicadas en la contracción de células – la vía Rho-ROCK – es responsable de estos dos efectos.

Sus hallazgos aparecen en dos documentos, uno publicado hoy por PLoS ONE 1 y la otra semana pasada en Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias 2 .

La disminución de las células

Aunque Parker no tiene un fondo de la neurociencia, como un post-doctorado, trabajó con las integrinas – que atraviesa la membrana proteínas que se unen la estructura interna de una célula o citoesqueleto, a una matriz externa. Sabía que la estimulación de la integrina desencadena cascadas de señalización, incluyendo uno que produce contracción de las células. El vasoespasmo asociado a lesiones de los soldados traumática del cerebro (TBI) le llevó a proponer un papel para las integrinas, y predijo que la misma vía también podría causar extensiones de las neuronas, o axones, de contrato.

Así que él y su equipo crearon dispositivos para estirar bruscamente ingeniería de tejidos humanos de los vasos sanguíneos y neuronas de rata en una forma que podría imitar las ondas de choque que viajan a través del cerebro. El tratamiento causó extensiones de las neuronas a crecer, una señal de que pronto se retractaría. El estiramiento también pueden obtener los tejidos de los vasos sanguíneos más sensibles a una proteína celular que causa la constricción. Mientras tanto, cuando los investigadores aplicaron un inhibidor de la vía Rho-ROCK, daños a las neuronas y el tejido de los vasos sanguíneos se retrasó una o impedido.

Parker cree que el rápido estiramiento de los vasos sanguíneos o de las neuronas «arranca» las integrinas con más fuerza de lo que están diseñados para manejar. Esto estimula excesivamente la vía Rho-ROCK, lo que los axones de retirarse y los vasos sanguíneos se contraen para.

«Esta es la activación patológica de una vía de señalización completamente saludable», dice Parker. Y porque la misma vía está implicada en los vasos sanguíneos y las neuronas tanto, un fármaco podría abordar ambos problemas. «Eso es realmente una oportunidad terapéutica ricos».

Parker añade, sin embargo, que todavía hay un largo camino por recorrer antes de que el hallazgo podría traducirse en tratamientos preventivos. Él tendrá que hacer sus modelos de células más complejas, para explorar el papel de otras vías, antes de la prueba puede comenzar en animales o humanos. También quiere tratar de imitar a fuerzas más pequeñas, con sus pruebas – una entrada de fútbol, ​​por ejemplo – para ver si el mismo mecanismo que entra en juego.

Fuerzas combinadas

«Es una elegante demostración que se extienden biomecánico se producen cambios en el citoesqueleto,» dice David Hovda, director del Centro de Investigaciones sobre el Cerebro de lesiones en la Universidad de California en Los Angeles. A pesar de que no se puede estar seguro de que el grupo de Parker modelos se utiliza representar exactamente lo que sucede en el cerebro durante una explosión, dice, «este es un descubrimiento fundamental importancia».

Ken Barbee, un bioingeniero de la Universidad Drexel en Filadelfia, Pennsylvania, dice que los periódicos han llamado la atención, pero no está convencido de que la vía Rho-ROCK es el principal mecanismo responsable de la LCT. Se ha vinculado la membrana neuronal lágrimas con un tipo de lesión cerebral traumática, y con éxito mitigado destrucción de las células in vitro con un fármaco que repara 3 .

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«Creo que la realidad es que cuando todo el tejido sufre una deformación, es probable que va a obtener una» combinación de las lesiones neuronales y vías biológicas, Barbee dice.

Harvard estudiante graduado de Borna Dabiri, co-autor de ambos artículos, está de acuerdo. Lágrimas de la membrana se producen, pero probablemente en mayor que las cepas de él y sus colegas ejercen en sus experimentos, dice, y no es claro lo que ocurre en el cerebro en el impacto. «¿Qué modo domina podría depender de la gravedad de la lesión», dice.

Parker tiene un montón de motivación para continuar en el camino hacia una respuesta definitiva. Su tiempo en Afganistán, dice Ejército de los EE.UU. grandes, hace que esta «muy grave y esfuerzo personal».

«Estos son mis hermanos que están allí volar por los aires», dice.

Referencias
Hemphill, MA et al. PLoS ONE 6 , e22899 ( 2011 ).
Alford, PW et al. Proc. Natl Acad. Ciencia. EE.UU. http://dx.doi.org/10.1073/pnas.1105860108 ( 2011 ).
Kilinc, D. ​​Gallo, G. & Barbee, KA Exp. Neurol. 219 , quinientos cincuenta y tres-quinientos sesenta y uno ( 2009 ). | Artículo | PubMed | ISI | ChemPort |

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