Cómo se fabrica la mielina?
La mielina es la vaina lipídica protectora que envuelve un nervio. Funciona como un aislante, parecido a la capa protectora de un cable, acelerando la transmisión eléctrica de las señales a lo largo de una neurona. La mielina también desempeña un papel en el mantenimiento de la salud de las neuronas. La función de la mielina está desregulada en muchos trastornos neurológicos, como la esclerosis múltiple.
Los oligodendrocitos son las células productoras de mielina del sistema nervioso central. La vaina de mielina que rodea a una neurona forma parte de la membrana plasmática de un oligodendrocito, y un solo oligodendrocito puede mielinizar hasta 50 neuronas. Durante la mielinización, un oligodendrocito extiende tubos de membrana en busca de una neurona. Cuando encuentra una, envía los materiales de construcción necesarios por los tubos y, aún operando a distancia, monta una hoja de mielina alrededor de la neurona: la composición, el número de envolturas y la cobertura total son importantes. Una neurona mielinizada que pierde su recubrimiento no puede transmitir las señales eléctricas correctamente, lo que provoca la pérdida de control muscular y otros problemas neurológicos.
La vaina de mielina está compuesta en su mayor parte por lípidos, incluidos los esfingolípidos, que son fundamentales para la estructura y la función de la mielina. La enzima serina palmitoiltransferasa, o SPT, produce la columna vertebral de todos los esfingolípidos, y la proteína unida a la membrana ORMDL controla los niveles de esfingolípidos y regula la actividad de la SPT. La actividad de ORMDL debe ser precisa: Una producción demasiado escasa de esfingolípidos impide la mielinización, y un exceso puede ser tóxico.
Binks Wattenberg, profesor de bioquímica y biología molecular en la Virginia Commonwealth University, estudia la biogénesis de las membranas y ahora se centra en la biogénesis de los lípidos. «Tengo mucha curiosidad por saber cómo sabe la célula cuándo debe fabricar esfingolípidos y cuándo debe dejar de hacerlo», dijo Wattenberg. «Creo que ORMDL podría ser la clave para responder a esa pregunta».
La vecina de laboratorio de Wattenberg, Carmen Sato-Bigbee, profesora del mismo departamento, estudia la mielinización, centrándose en los oligodendrocitos. Ambos han unido sus fuerzas para estudiar el papel de la biosíntesis de los esfingolípidos en la mielinización del cerebro en desarrollo. Informan de sus resultados recientes en el Journal of Lipid Research.
Para descubrir la dinámica del contenido y la síntesis de esfingolípidos durante la mielinización, el equipo de Wattenberg y Sato-Bigbee trabajó con cerebros de ratas recién nacidas, ya que el pico de mielinización se produce directamente después del nacimiento. Sólo una de cada cinco células del cerebro es un oligodendrocito, por lo que el equipo aisló estas células productoras de mielina para sus experimentos.
Los investigadores descubrieron que una gran parte de los esfingolípidos presentes en los oligodendrocitos durante la mielinización tienen una columna vertebral atípicamente larga: una cadena de 18 carbonos en lugar de una de 16. «La cadena de 18 carbonos apunta a un cambio en la composición de los lípidos durante la mielinización, lo que podría explicar las propiedades aislantes de la mielina», dijo Wattenberg. «En futuros trabajos, queremos analizar el papel de cada tipo de esfingolípido en la mielinización».
El estudio también descubrió que la actividad de SPT aumenta durante los primeros días de la mielinización y luego comienza a disminuir. La actividad de ORMDL no es medible, pero el equipo dedujo que la expresión de la isoforma ORMDL varía con el tiempo. Estos hallazgos allanan el camino para futuros experimentos.
«El control de la biosíntesis de esfingolípidos es clave para la mielinización, y entender cómo funciona este proceso nos permitirá alterarlo en futuros tratamientos», dijo Wattenberg. «Nuestro objetivo más ambicioso es entender la biosíntesis de esfingolípidos tan bien que podamos reprogramar los oligodendrocitos y revertir la desmielinización en enfermedades degenerativas de la mielina como la EM».