Un estudio liderado por la Universitat Rovira i Virgili (URV) ha descubierto el papel de dos vías moleculares en la conexión entre nervios y músculos, lo que podría revolucionar los tratamientos para enfermedades neuromusculares como la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA). La investigación revela que tanto los nervios como los músculos se comunican de manera bidireccional, lo que es crucial para el control del movimiento y la función muscular. Este hallazgo sugiere nuevas estrategias terapéuticas para preservar la funcionalidad de la unión neuromuscular en pacientes con ELA, mejorando así su calidad de vida.
Un equipo de investigadores de la Unidad de Histología y Neurobiología de la Universitat Rovira i Virgili (URV) ha hecho un descubrimiento que podría revolucionar el tratamiento de enfermedades neuromusculares, como la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA). Este estudio ha puesto de manifiesto cómo dos vías moleculares esenciales colaboran para optimizar la comunicación entre nervios y músculos.
La conexión entre estos dos elementos es vital para funciones fundamentales del cuerpo humano, como el movimiento y la respiración. Esta interacción se lleva a cabo en un punto específico conocido como unión neuromuscular (UNM), donde los nervios envían señales a los músculos para provocar su contracción.
El mecanismo funciona mediante la liberación de un neurotransmisor, la acetilcolina (ACh), que es crucial para la contracción muscular. Las células nerviosas envían señales que desencadenan la liberación de ACh, que luego actúa sobre los músculos. Este proceso está regulado por proteínas clave como SNAP-25 y Synapsin-1, cuya activación depende de una proteína llamada PKA, que se ajusta según la actividad neuronal y muscular.
Tradicionalmente, se creía que esta comunicación era unidireccional, fluyendo únicamente del nervio al músculo. Sin embargo, el reciente estudio revela que los músculos también pueden enviar señales al nervio, permitiendo un control más efectivo de la contracción muscular. Esta retroalimentación es esencial para asegurar que los músculos se contraigan adecuadamente cuando es necesario.
Los investigadores llevaron a cabo experimentos utilizando estimulación del nervio frénico y técnicas de bloqueo muscular en modelos animales. Los resultados mostraron cómo las vías moleculares influyen en esta comunicación crítica. Cuando un músculo se contrae, activa proteínas que alteran la forma en que el nervio libera acetilcolina, gracias a las vías BDNF/TrkB y muscarínica.
Uno de los hallazgos más relevantes es que estas vías no operan de manera independiente; en cambio, trabajan conjuntamente para ajustar las proteínas involucradas en la liberación del neurotransmisor. Esto permite al organismo regular con mayor precisión tanto la fuerza como la exactitud de los movimientos.
María Ángel Lanuza, investigadora del Departamento de Ciencias Médicas Básicas de la URV y líder del proyecto, subraya que este conocimiento tiene implicaciones cruciales para tratar enfermedades como la ELA. La ELA provoca una degeneración progresiva de las motoneuronas, lo que resulta en una pérdida gradual de movilidad y otras funciones vitales.
Este estudio refuerza la idea de que no solo los nervios dan órdenes a los músculos; estos últimos también pueden influir en cómo se comunican ambos. Comprender estos mecanismos abre nuevas posibilidades para desarrollar estrategias que mantengan activa la sinapsis neuromuscular incluso ante el avance de enfermedades neurodegenerativas. La preservación de esta funcionalidad es fundamental para mejorar la calidad de vida de quienes padecen ELA.
Referencia bibliográfica: Polishchuk A et al. BDNF/TrkB signalling, in cooperation with muscarinic signalling, retrogradely regulates PKA pathway to phosphorylate SNAP-25 and Synapsin-1 at the neuromuscular junction. Cell Commun Signal. 2024; 22(1):371. doi: 10.1186/s12964-024-01735-2.
Polishchuk A et al. Synaptic retrograde regulation of the PKA-induced SNAP-25 and Synapsin-1 phosphorylation. Cell Mol Biol Lett. 2023; 28(1):17. doi: 10.1186/s11658-023-00431-2.
El estudio reveló cómo dos vías moleculares clave trabajan conjuntamente para mejorar la comunicación entre los nervios y los músculos, lo que podría abrir nuevas vías para el diseño de terapias futuras contra enfermedades neuromusculares como la ELA.
La unión neuromuscular actúa como un "puente" donde el nervio envía órdenes al músculo para que se contraiga, garantizando así funciones vitales como el movimiento y la respiración.
El estudio demostró que, además de la comunicación del nervio al músculo, también existe una retroalimentación donde el músculo envía señales al nervio para regular mejor la contracción muscular.
Estas proteínas son clave en el control de la liberación del neurotransmisor acetilcolina, permitiendo ajustar la transmisión de señales entre nervios y músculos con precisión.
El hallazgo sugiere que si se logra regular las vías moleculares implicadas cuando funcionan mal, se podrían desarrollar nuevas terapias para mejorar la señalización y preservar la función muscular en pacientes con ELA.
Este descubrimiento podría permitir diseñar estrategias para mantener activa la sinapsis neuromuscular incluso durante la progresión de enfermedades como la ELA, preservando así movilidad y capacidad respiratoria en los afectados.