Arnau Hervera y José Antonio del Río
y se activa el sistema inmune que envía a los macrófagos a limpiar el área dañada, además, también se producen altos niveles de oxidación, que causan daños en la membrana y en el ADN de algunas neuronas -e incluso la muerte de algunas células.
Aunque en un principio todo llevaría a pensar que inhibiendo la respuesta inflamatoria y oxidante tras una lesión se evitarían los daños secundarios de ese proceso, investigadores del Instituto de Bioingeniería de Catalunya (IBEC) en colaboración con Imperial College London han descubierto que el proceso oxidativo puede contribuir a promover la regeneración de axones (prolongación de la neurona) tras una lesión nerviosa.
En un estudio con ratones, el Dr. Arnau Hervera, primer autor del estudio, y el Prof. José Antonio del Río, ambos del IBEC, en colaboración con el laboratorio del Prof. Simone Di Giovanni del Imperial College London, investigaron el mecanismo que mediaba la regeneración tras lesiones medulares. Para ello, sometieron primero a los animales a lesiones nerviosas condicionantes, conocidas desde los años setenta por contribuir a la regeneración en lesiones posteriores, pero cuyos mecanismos aún no están esclarecidos. “Cuando hay una primera lesión leve en el sistema nervioso, la recuperación después de una lesión aguda es más efectiva. Podríamos pensar en un mecanismo parecido al que causan las vacunas, es decir, como una memoria celular”, comenta Arnau Hervera.
El grupo de investigación se focalizó en entender el mecanismo que había detrás de esa primera lesión nerviosa condicional. Durante este proceso, se producen altos niveles de oxidación -o “especies oxidantes reactivas (EOR)-. “Nos dimos cuenta de que las especies oxidantes reactivas (EOR) siempre acompañaban a la regeneración tras las lesiones condicionales. Por ese motivo decidimos simular la lesión simplemente liberando estas EOR cerca de la zona dañada”, explica Arnau Hervera.
Para simular el efecto regenerativo de la lesión condicional, administraron un tipo de EOR (agua oxigenada) en el nervio ciático de un grupo de ratones. Ante una lesión medular posterior, y tras cuatro semanas, los ratones sometidos al tratamiento con EOR mostraron mejoras funcionales. “Una lesión condicional nunca sería de utilidad terapéutica, pero si logramos entender los mecanismos que hay detrás -básicamente cómo funciona esta oxidación-, podremos controlar y mejorar la regeneración tras lesiones medulares”, comenta el Prof. del Río, investigador principal en el IBEC y en el Instituto de Neurociencias de la UB, además de miembro de CIBERNED y catedrático de la UB.
En su búsqueda del mecanismo responsable de esta oxidación vía las EOR, los investigadores identificaron a los macrófagos (células inmunes típicamente asociadas a procesos inflamatorios) como los responsables de la señalización necesaria mediante EOR en las neuronas dañadas para promover la regeneración de los axones lesionados.
Este descubrimiento podría inspirar la creación de nuevas terapias regenerativas, que promovieran la recuperación tras lesiones nerviosas o medulares regulando la señalización de las EOR. “La solución sería modular la respuesta oxidante e inflamatoria del cuerpo en vez de bloquearla, como se hace actualmente”, añade Arnau Hervera. “Nuestros descubrimientos cuestionan la eficacia del uso indiscriminado que hacemos hoy en día de las terapias antioxidantes y antiinflamatorias ante lesiones nerviosas, ya que tenemos muchas evidencias de la necesidad de tener una respuesta inmune que participe en el proceso de regeneración”, comenta el Prof. Di Giovanni, responsable de la investigación.
Esta investigación ha sido financiada por Leverhulme Trust, Wings for Life y el Imperial College de Londres.
Artículo referenciado: A. Hervera, F. De Virgiliis, I. Palmisano, L. Zhou, E. Tantardini, G. Kong, T. Hutson, M. C. Danzi, R. Ben-Tov Perry, C. X. C. Santos, A. N. Kapustin, R. A. Fleck, J. A. Del Río, T. Carroll, V. Lemmon, J. L. Bixby, A. M. Shah, M. Fainzilber and S. Di Giovanni (2018). Reactive oxygen species regulate axonal regeneration through the release of exosomal NADPH2 oxidase complexes into injured axons. Nature Cell Biology, pub ahead of print
