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» » Navegación a través de neuronas

contacto: Dres. Rüdiger Klein y Stefanie Merker, 22 de octubre 2014

Durante el desarrollo del cerebro, los precursores de las neuronas tienen a veces que migrar grandes distancias desde su lugar de origen hasta su destino. En este proceso, las proteínas, las FLRT, actúan como moléculas guía. Los investigadores del Instituto Max Planck de Neurobiología en Martinsried, junto con sus colegas de las universidades de Oxford y Frankfurt, han descubierto ahora que dichas proteínas sobre la superficie de las células progenitoras pueden inducir señales repelentes a atrayentes en función de su pareja de enlace.

Los científicos utilizaron la cristalografía de rayos X para revelar las bases estructurales de la adhesión y la repulsión mediada por FLRT. Ellos aplican este conocimiento para dilucidar cómo estas señales de oposición controlan la migración celular. Por qué la señal predominante depende del tipo particular de migración celular. Los resultados muestran, además, que también las FLRT ejercen efectos de atracción y repulsión de las paredes de los vasos sanguíneos, y por tanto, que controlan el desarrollo de otros tipos de tejidos.

Las células piramidales son las neuronas centrales de la corteza cerebral. Durante el desarrollo embrionario, los precursores de estas células piramidales siguen las vías que marcan los axones de las células gliales para migrar desde su ubicación original hacia la superficie de la corteza cerebral. Tan pronto como llegan a la capa prevista, se convierten en células piramidales maduras y se interconectan entre sí para formar una red funcional. Las células piramidales también se extienden de forma limitada dentro de estas capas, aunque la importancia de este tipo de migración tangencial es aún poco conocida.

Esta migración de precursoras de células piramidales está controlada por las FLRT (fibronectin-leucine-rich transmembrane proteins) localizadas en la superficie celular. Según los investigadores del Instituto Max Planck en Martinsried, las FLRT y el receptor Unc5 forman un grupo de proteínas de guía con efectos opuestos sobre la migración celular. Por un lado, actúan como repelentes. Este es el caso cuando una molécula FLRT se une a un receptor Unc5 en la superficie de una célula progenitora. "De esta forma, conforme la célula precursora emigra radialmente, recibe una señal para continuar la migración a una velocidad prefijada para que no se mueva antes de tiempo dentro de las capas exteriores", explica Rüdiger Klein, del Instituto Max Planck de Neurobiología.

Sin embargo, si dos moléculas idénticas FLRT se unen la una a la otra, esto desencadena una señal adhesiva. Los resultados demuestran que las células piramidales están guiadas de esta manera conforme se propagan de forma tangencial, sin afectar así su capacidad de encontrar su capa de destino. Por lo tanto, hay proteínas con efectos atrayentes o repelentes localizadas sobre la superficie del precursor de células piramidales. "A través de la integración de estas señales opuestas, las células pueden navegar a través del tejido cerebral. Durante la migración radial de las FLRT se induce la repulsión, y durante la dispersión tangencial FLRT domina la atracción", apunta Klein.

En el estudio, los científicos también investigaron si los mecanismos de adhesión y repulsión de las FLRT están presentes en otros tipos de células. Sus resultados muestran que las células de las paredes de los vasos sanguíneos de la retina y del cordón umbilical también están controlados por una combinación de señales atrayentes y repelentes moduladas por las proteínas FLRT y Unc5.
SM / AR-DU

- Imagen: Las neuronas con el receptor Unc5 envían sus axones de un cultivo celular en todas direcciones. Estos procesos evitan las franjas paralelas orientadas que contienen la proteína FLRT3 (rojo). © Seiradake et al, Neuron 2014.
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