Microglía y astrocitos: Jugadores clave en la remodelación sináptica

En el cerebro en desarrollo, dos tipos de células conocidas como Microglía y Astrocitos juegan un papel crucial en la formación de las conexiones entre neuronas. Estas células ayudan a ajustar y reparar las sinapsis, que son los puntos donde las neuronas se comunican entre sí. Cuando ciertas neuronas están menos activas, la microglía y los astrocitos ayudan a eliminar las sinapsis conectadas a ellas para que otras neuronas más activas puedan fortalecer sus conexiones.

#¿Qué son la Microglía y los Astrocitos?

La microglía es un tipo de célula inmunitaria que se encuentra en el cerebro. Actúan como protectores y limpiadores, deshaciéndose de desechos y células muertas en el cerebro. Pueden cambiar de forma y moverse, lo que les permite responder rápidamente a cualquier cambio o problema en su entorno.

Los astrocitos son células con forma de estrella que apoyan y nutren a las neuronas. Ayudan a mantener el entorno alrededor de las neuronas y también pueden influir en cómo se comunican entre sí. Los astrocitos tienen muchas pequeñas extensiones llamadas procesos que tocan las sinapsis y ayudan a regular su función.

#¿Cómo Colaboran la Microglía y los Astrocitos?

Las investigaciones muestran que la microglía y los astrocitos se comunican y trabajan juntos para eliminar sinapsis durante ciertos períodos del desarrollo cerebral. Esta interacción se observa especialmente en una parte del cerebro llamada corteza de barril, que es importante para procesar información sensorial, como el tacto.

Durante ciertas etapas del desarrollo, si se elimina una entrada sensorial-como cuando un ratón pierde sus bigotes-la microglía comenzará a absorber y eliminar conexiones en el cerebro. Este proceso es esencial para la plasticidad cerebral, que es la capacidad del cerebro para cambiar en respuesta a la experiencia.

#¿Qué Pasa Cuando se Pierde la Entrada Sensorial?

Cuando se pierde la entrada sensorial, como por una amputación, los estudios han mostrado que la representación del cerebro de esa área disminuye. Por ejemplo, si a un ratón le quitan los bigotes, las conexiones en la corteza de barril-responsables de procesar información de esos bigotes-se alteran. Esto puede llevar a la pérdida de conexiones sinápticas en el cerebro.

Hallazgos recientes indican que durante la etapa temprana de desarrollo (específicamente en los días posnatales 1 a 3), quitar los bigotes puede llevar a una representación incompleta de la entrada sensorial en el cerebro. Curiosamente, cuando la eliminación de los bigotes sucede después de ese período crítico (en el día posnatal 4), la microglía interviene para eliminar las sinapsis que se formaron anteriormente.

#El Papel de la Señalización CX3CL1-CX3CR1

La comunicación entre microglía y astrocitos durante la eliminación de sinapsis involucra una vía de señalización conocida como CX3CL1-CX3CR1. CX3CL1 es una proteína expresada por neuronas que puede enviar señales a la microglía a través de su receptor, CX3CR1. Esta señalización es vital para que la microglía ejecute su función de absorber sinapsis.

Si falta la proteína CX3CL1 o el receptor CX3CR1, los procesos típicos de eliminación sináptica en la corteza de barril no ocurren tras la eliminación de los bigotes. Esto sugiere que la interacción entre microglía y astrocitos está fuertemente influenciada por esta vía de señalización.

#Cambios en el Comportamiento de los Astrocitos

Cuando la microglía comienza a absorber sinapsis, los astrocitos responden no eliminando sinapsis ellos mismos, sino reduciendo su contacto con estas sinapsis. En lugar de absorber sinapsis, parecen retroceder, disminuyendo su asociación física con las conexiones.

La reducción del contacto de los astrocitos con las sinapsis es crucial para que la microglía elimine estas sinapsis de manera efectiva. El proceso de eliminación de sinapsis por parte de la microglía está regulado por cómo los astrocitos ajustan sus interacciones con esas sinapsis. Esto indica un nivel de comunicación entre microglía y astrocitos que es vital para el remodelado sináptico exitoso.

#El Papel de la Señalización WNT

Una vía importante involucrada en la interacción entre microglía y astrocitos se conoce como señalización Wnt. Cuando la microglía se activa, puede liberar proteínas Wnt, que se unen a receptores en los astrocitos. Esta unión desencadena respuestas en los astrocitos que llevan a cambios en su estructura y función.

Cuando los astrocitos reciben señales Wnt, comienzan a remodelar sus procesos, alejándose de las sinapsis. Este remodelado es facilitado por una disminución en la asociación física entre los astrocitos y sus sinapsis vecinas, lo cual es necesario para que la microglía absorba y elimine esas conexiones.

#Importancia del Modelo de la Corteza de Barril

La corteza de barril, parte del sistema somatosensorial que procesa información táctil, sirve como un excelente modelo para estudiar cómo las células interactúan durante el remodelado sináptico. Esta área del cerebro tiene mapas espaciales bien definidos relacionados con entradas sensoriales, lo que hace sencillo observar cambios cuando se modifica la entrada sensorial.

Al estudiar la corteza de barril, los investigadores pueden entender mejor los mecanismos detrás de la poda sináptica y los roles de la microglía y los astrocitos en la gestión de la estructura de los circuitos neuronales. Los conocimientos obtenidos de esta investigación podrían ser beneficiosos para abordar diversos problemas neurológicos.

#Implicaciones para Condiciones Neurológicas

Entender la comunicación entre microglía y astrocitos tiene implicaciones más amplias, particularmente para enfermedades que involucran la pérdida de sinapsis, como la enfermedad de Alzheimer, el trastorno del espectro autista y otras condiciones neurodegenerativas. En estas situaciones, las vías de señalización que regulan las conexiones neuronales pueden verse interrumpidas, lo que lleva a déficits cognitivos y otros síntomas neurológicos.

Por ejemplo, en la enfermedad de Alzheimer, las interacciones entre estas células pueden llevar a una mayor pérdida de sinapsis. A través de más investigaciones, podría ser posible desarrollar terapias que apunten a estas interacciones celulares para mejorar la salud sináptica y restaurar la función en el cerebro.

#Conclusión

En resumen, la interacción entre microglía y astrocitos juega un papel crucial en el desarrollo y remodelado de circuitos neuronales en el cerebro. Estos dos tipos de células se comunican a través de vías de señalización específicas, como CX3CL1-CX3CR1, para coordinar la eliminación de sinapsis en respuesta a cambios en la actividad neuronal.

A través de la liberación de proteínas Wnt, la microglía puede influir en los astrocitos para que ajusten sus interacciones con las sinapsis, facilitando que la microglía absorba y elimine conexiones que ya no son necesarias. Esta investigación resalta la importancia de entender los mecanismos celulares detrás de la poda sináptica y sus implicaciones para la salud del cerebro y las enfermedades. La continua exploración de estos procesos podría llevar a avances significativos en nuestra comprensión de la función cerebral y posibles tratamientos para trastornos neurológicos.