Esta proteína clave es esencial para la longevidad y el crecimiento de las células cerebrales

Investigaciones recientes encuentran que la proteína receptora de insulina (INSR) es fundamental para la longevidad y el crecimiento de las células madre cerebrales.

Según un estudio de la Universidad de Rutgers, la proteína receptora celular también estimula el crecimiento de las células madre del cáncer cerebral.

Las células madre son la materia prima del cuerpo: son las células que dan lugar a todas las demás células con funciones especializadas. En las circunstancias adecuadas, las células madre del cuerpo se dividen para producir nuevas células conocidas como células hijas.

Los seres humanos contienen células madre neurales en sus cerebros. Estas células madre cerebrales pueden convertirse en neuronas, astrocitos u oligodendrocitos. Debido a que las células madre neurales generan todos los tipos de células del cerebro, hay una multitud de células madre en el cerebro de un embrión. De hecho, la mayoría de las células cerebrales nacen en la etapa embrionaria. Estas células persisten hasta la edad adulta y se pueden encontrar en regiones particulares del cerebro. Las células madre neurales son esenciales para que su cerebro funcione correctamente.

Según una investigación de Universidad Rutgersun receptor que se identificó por primera vez como necesario para la acción de la insulina y que también se encuentra en las células madre neurales que se encuentran en lo profundo del cerebro de los ratones es crucial para la longevidad de las células madre cerebrales, un hallazgo que tiene implicaciones importantes para la salud del cerebro y futuras terapias para los trastornos cerebrales .

La investigación, publicada en la revista Informes de células madre, se centra en una proteína particular conocida como receptor de insulina (INSR), que prevalece en las células madre neurales en la zona subventricular del cerebro. Las células madre neurales dan origen a todo el sistema nervioso a lo largo del desarrollo y persisten hasta la edad adulta. A lo largo de la vida de una persona, estas células madre neurales generan nuevas neuronas y células no neuronales que ayudan a la infraestructura y el funcionamiento del cerebro.

Usos alternativos

Por otra parte, mientras estudiaban los tumores cerebrales, los investigadores descubrieron que el INSR desempeña un papel importante en la supervivencia y el mantenimiento de una población de células cancerosas cerebrales especializadas conocidas como células madre de glioblastoma (GBM). Pudieron reducir el crecimiento de esas células primitivas formadoras de tumores al inactivar el INSR en las células madre GBM.

“Es importante comprender los mecanismos moleculares que son críticos para el crecimiento y el sustento de las células madre del cerebro en estados de crecimiento normales y anormales”, dijo el autor del estudio Steven Levison, profesor de neurociencia en el Departamento de Farmacología, Fisiología y Neurociencia y director del Laboratorio de Neurobiología Regenerativa de la Facultad de Medicina de Rutgers New Jersey. “Comprender las señales que regulan estas células primitivas podría conducir algún día a nuevas terapias para los trastornos cerebrales”.

Muchos trastornos neurodegenerativos, como la esclerosis múltiple, la enfermedad de Parkinson y[{” attribute=””>Alzheimer’s disease, are connected with the destruction of brain cells, said co-author Teresa Wood, a Distinguished Professor and Rena Warshow Endowed Chair in Multiple Sclerosis in the Department of Pharmacology, Physiology, and Neuroscience at Rutgers New Jersey Medical School.

“If we could influence how brain stem cells function then we can use this knowledge to replace diseased or dead brain cells with living ones, which would advance the treatment of neurological diseases and brain injuries,” said Wood, who also teaches and conducts research at the Cancer Institute of New Jersey.

Cell receptors such as INSR are protein molecules that reside on the surfaces of cells. Substances, either natural or human-made, that open the “lock” of a receptor can spur a cell to divide, differentiate or die. By identifying which receptors perform these functions on specific cell types, and by understanding their structures and functions, scientists can design substances that act as keys to receptors, to turn them “on” or “off.”

Key to maintaining neural stem cells

Previous studies by this research team had shown that a certain “key,” the signaling protein that is known as the insulin-like growth factor-II (IGF-II), was necessary to maintain the neural stem cells in the two places of the adult brain that harbor these primitive cells. In the current experiment, scientists were looking to identify the receptor. To do so, they used genetic tools that allowed them to both delete the INSR and introduce a fluorescent protein so they could track the neural stem cells and the cells they generate. They found that the numbers of neural stem cells in the subventricular zone in the brains of mice lacking the INSR collapsed.

Adult neurogenesis – the idea that new cells are produced in the adult brain – has been a burgeoning field of scientific inquiry since the late 1990s, when researchers confirmed what had only been a theory in lab studies of human, primate, and bird brains. Neural stem cells in the adult are stem cells that can self-renew and produce new neurons and the supporting cells of the brain, oligodendrocytes, and astrocytes.

“Given the widespread interest in stem cells as well as interest in whether alterations to adult stem cells might contribute to cancer, our research findings should be of interest,” Levison said.

Other Rutgers authors included Shravanthi Chidambaram, Fernando J. Velloso, Deborah E. Rothbard, Kaivalya Deshpande, and Yvelande Cajuste of the Department of Pharmacology, Physiology, and Neuroscience at Rutgers New Jersey Medical School. Other participating investigators were at the University of Minnesota, the Albert Einstein College of Medicine, and Brown University.

Reference: “Subventricular zone adult mouse neural stem cells require insulin receptor for self-renewal” by Shravanthi Chidambaram, Fernando J. Velloso, Deborah E. Rothbard, Kaivalya Deshpande, Yvelande Cajuste, Kristin M. Snyder, Eduardo Fajardo, Andras Fiser, Nikos Tapinos, Steven W. Levison and Teresa L. Wood, 5 May 2022, Stem Cell Reports.
DOI: 10.1016/j.stemcr.2022.04.007

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