La neurocristopatía es una clase diversa de patologías que pueden surgir de defectos en el desarrollo de tejidos que contienen células comúnmente derivadas del linaje celular de la cresta neural embrionaria . [1] [2] El término fue acuñado por Robert P. Bolande en 1974. [3]
Después de la inducción de la cresta neural , las células de la cresta neural (NCC) recién formadas se delaminan desde su tejido de origen y migran desde todo el eje neural del embrión de vertebrado a ubicaciones específicas donde darán lugar a diferentes derivados celulares. Por lo tanto, la formación de esta población celular requiere una interacción oportuna y espacialmente controlada de señales inter e intracelulares. Una alteración en la aparición y el momento de estas señales conduce a un conjunto de síndromes llamados neurocrupatías (NCP), que comprende un amplio espectro de malformaciones congénitas que afectan a un porcentaje apreciable de recién nacidos. [4]Además, dado que NCC migra a lo largo del embrión, son susceptibles a cambios sutiles en el medio ambiente tanto durante su migración como a su llegada a su destino. Esto significa que incluso pequeñas modificaciones en las señales externas que modulan la migración de NCC tienen un profundo efecto en la migración normal y la diferenciación de estas células, convirtiéndose así en un factor causal para el desarrollo de NCP.
Recientemente, se ha propuesto una nueva clasificación para este grupo de enfermedades. [5] Este nuevo criterio tiene en cuenta el origen axial de la población de CN que contribuye al tejido derivado afectado en un NCP particular. De acuerdo con esto, algunas enfermedades tienen un único origen axial, es decir, surgen de una alteración en el desarrollo de una sola población de CN (por ejemplo, NCP craneal, como el Síndrome Auriculo Condilar). Sin embargo, otros NCP surgen de un defecto en dos o más poblaciones de NC (como el síndrome CHARGE ).
Ejemplos Aceptados de NCP son piebaldismo , síndrome de Waardenburg , la enfermedad de Hirschsprung , el curso de Ondina (síndrome de hipoventilación central congénita), feocromocitoma , paraganglioma , carcinoma de células de Merkel , neoplasia endocrina múltiple , neurofibromatosis de tipo I , síndrome CHARGE , disautonomía familiar , síndrome de DiGeorge , Axenfeld-Rieger síndrome , síndrome de Goldenhar (también conocido como microsomía hemifacial ), síndrome craneofrontonasal ,nevo melanocítico congénito , melanoma y ciertos defectos cardíacos congénitos del tracto de salida. Recientemente, se han incorporado muchas enfermedades como NCP, principalmente en base al hallazgo de nuevos derivados de NC. En particular, se ha sugerido que la esclerosis múltiple es de origen neurocrático. [6]
La utilidad de la definición reside en su capacidad para referirse a un factor etiológico potencialmente común para ciertas neoplasias y / o asociaciones de malformación congénita que de otro modo serían difíciles de agrupar con otros medios de nosología . Además, la clasificación de NCP está destinada a ayudar a los médicos a comprender el mecanismo causal que impulsa la formación de un determinado NCP y, por lo tanto, la selección de las pruebas y terapias de diagnóstico correctas.
| Neurogénesis | |
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Una neurosfera de células madre neurales en el embrión de rata se extiende en una sola capa de células. A) Neurosfera de células de la zona subventricular después de dos días en cultivo. B) Muestra la neuroesfera a los cuatro días en cultivo y las células que migran. C) Las células en la periferia de la neuroesfera tienen principalmente procesos que se extienden.
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| Identificadores | |
| Malla | D055495 |
| Terminologia anatomica | |
La neurogénesis es el proceso por el cual las células del sistema nervioso , las neuronas , son producidas por las células madre neurales (NSC), y ocurre en todas las especies de animales, excepto la porifera (esponjas) y los placozoos . [1] Los tipos de NSC incluyen células neuroepiteliales (NEC), células gliales radiales(RGC), progenitores basales (BP), precursores neuronales intermedios (INP), astrocitos de la zona subventricular y astrocitosradiales de la zona subgranular , entre otros. [2] La neurogénesis es más activa durante el desarrollo embrionario,y es responsable de producir todos los diversos tipos de neuronas del organismo, pero continúa durante toda la vida adulta en una variedad de organismos. [3] Una vez nacidas, las neuronas no se dividen (ver mitosis ), y muchas vivirán la vida del animal.
Neurogénesis en mamíferos [ editar ]
Neurogénesis del desarrollo [ editar ]
Durante el desarrollo embrionario, el sistema nervioso central de los mamíferos (SNC; cerebro y médula espinal ) se deriva del tubo neural , que contiene NSC que luego generarán neuronas . [5] Sin embargo, la neurogénesis no comienza hasta que se haya logrado una población suficiente de NSC. Estas primeras células madre se denominan células neuroepiteliales (NEC), pero pronto adquieren una morfología radial muy alargada y luego se conocen como células gliales radiales (RGC). [6] Los RGC son las células madre primarias del SNC de los mamíferos y residen en la zona ventricular embrionaria , que se encuentra adyacente a la cavidad central llena de líquido (sistema ventricular ) del tubo neural . [7] [8] Después de la proliferación de RGC, la neurogénesis implica una división celular final del RGC original, que produce uno de los dos posibles resultados. Primero, esto puede generar una subclase de progenitores neuronales llamados precursores neuronales intermedios (INP), que se dividirán una o más veces adicionales para producir neuronas. Alternativamente, las neuronas hijas se pueden producir directamente. Las neuronas no forman inmediatamente circuitos neuronales a través del crecimiento de axones y dendritas. En cambio, las neuronas recién nacidas primero deben migrar largas distancias a sus destinos finales, madurando y finalmente generando circuitos neuronales. Por ejemplo, neuronas nacidas en la zona ventricular.migran radialmente a la placa cortical , que es donde las neuronas se acumulan para formar la corteza cerebral . [9] [10] Por lo tanto, la generación de neuronas ocurre en un compartimento de tejido específico o 'nicho neurogénico' ocupado por sus células madre originales.
La tasa de neurogénesis y el tipo de neurona generada (en general, excitadora o inhibidora) están determinados principalmente por factores moleculares y genéticos. Estos factores incluyen notablemente la vía de señalización de Notch , y muchos genes se han relacionado con la regulación de la vía de Notch . [11] [12] Los genes y mecanismos involucrados en la regulación de la neurogénesis son objeto de una intensa investigación en entornos académicos, farmacéuticos y gubernamentales en todo el mundo.
La cantidad de tiempo requerida para generar todas las neuronas del SNC varía ampliamente entre los mamíferos, y la neurogénesis cerebral no siempre se completa al momento del nacimiento. [13] Por ejemplo, los ratones se someten a neurogénesis cortical desde aproximadamente el día embrionario (día posterior a la concepción) (E) 11 a E17, y nacen aproximadamente a E19.5. [14] Los hurones nacen en E42, aunque su período de neurogénesis cortical no termina hasta unos días después del nacimiento. [15] En contraste, la neurogénesis en humanos generalmente comienza alrededor de la semana gestacional (GW) 10 y termina alrededor de GW 25 con el nacimiento alrededor de GW 38-40. [dieciséis]
Modificación epigenética [ editar ]
A medida que se desarrolla el desarrollo embrionario del cerebro de los mamíferos , las células madre y progenitoras neurales cambian de divisiones proliferativas a divisiones diferenciales . Esta progresión conduce a la generación de neuronas y glía que pueblan las capas corticales . Las modificaciones epigenéticas juegan un papel clave en la regulación de la expresión génica en la diferenciación de células madre neurales . Las modificaciones epigenéticas incluyen la metilación de la citosina del ADN para formar la 5-metilcitosina y la desmetilación de la 5-metilcitosina . [17] [18] Estas modificaciones son críticas para la determinación del destino celular en el cerebro de mamíferos en desarrollo y adultos.
La metilación de la citosina del ADN es catalizada por las metiltransferasas de ADN (DNMT) . La desmetilación de la metilcitosina se cataliza en varias etapas por las enzimas TET que llevan a cabo reacciones oxidativas (por ejemplo, 5-metilcitosina a 5-hidroximetilcitosina ) y enzimas de la vía de reparación de la escisión de la base del ADN (BER). [17]
Neurogénesis adulta [ editar ]
Se ha demostrado que la neurogénesis adulta ocurre en niveles bajos en comparación con el desarrollo, y solo en dos regiones del cerebro: la zona subventricular adulta (SVZ) de los ventrículos laterales y la circunvolución dentada del hipocampo . [19] [20] [21]
Zona subventricular [ editar ]
En muchos mamíferos, incluidos, por ejemplo, roedores, el bulbo olfatorio es una región del cerebro que contiene células que detectan el olor , presentando la integración de neuronas adultas, que migran desde el SVZ del cuerpo estriado al bulbo olfatorio a través de la corriente migratoria rostral (RMS) . [22] [23] Los neuroblastos migratorios en el bulbo olfatorio se convierten en interneuronas que ayudan al cerebro a comunicarse con estas células sensoriales. La mayoría de esas interneuronas son células granulares inhibidoras , pero un pequeño número son células periglomerulares.. En el SVZ adulto, las células madre neurales primarias son los astrocitos SVZ en lugar de los RGC. La mayoría de estas células madre neurales adultas permanecen latentes en el adulto, pero en respuesta a ciertas señales, estas células latentes, o células B, pasan por una serie de etapas, produciendo primero células proliferativas o células C. Las células C luego producen neuroblastos , o células A, que se convertirán en neuronas. [24]
Hipocampo [ editar ]
La neurogénesis significativa también ocurre durante la edad adulta en el hipocampo de muchos mamíferos, desde roedores hasta algunos primates , aunque se debate su existencia en humanos adultos. [25] [26] El hipocampo juega un papel crucial en la formación de nuevos recuerdos declarativos, y se ha teorizado que la razón por la cual los bebés humanos no pueden formar recuerdos declarativos es porque todavía están experimentando una extensa neurogénesis en el hipocampo y su generación de memoria. Los circuitos son inmaduros. [27] Se ha informado que muchos factores ambientales, como el ejercicio, el estrés y los antidepresivos, cambian la tasa de neurogénesis dentro del hipocampo de los roedores. [28] [29]Cierta evidencia indica que la neurogénesis postnatal en el hipocampo humano disminuye bruscamente en los recién nacidos durante el primer año o dos después del nacimiento, cayendo a "niveles indetectables en adultos". [30]
Neurogénesis en otros organismos [ editar ]
La neurogénesis se ha caracterizado mejor en la mosca de la fruta, Drosophila melanogaster . [31] En Drosophila, la señalización de Notch se describió por primera vez, controlando un proceso de señalización de célula a célula llamado inhibición lateral , en el que las neuronas se generan selectivamente a partir de células epiteliales . [32] [33] En algunos vertebrados, también se ha demostrado que existe neurogénesis regenerativa.
El mosaico neuronal es un fenómeno en el que múltiples vástagos de neuronas inervan la misma superficie o tejido en un patrón no redundante y en mosaico que maximiza la cobertura de la superficie mientras minimiza la superposición entre los vértices vecinos. [1] Por lo tanto, las dendritas de la misma neurona se extienden evitándose unas a otras ( evitación propia ). Además, las dendritas de ciertos tipos de neuronas, como las neuronas de arborización dendríticas clase III y clase IV, evitan las dendritas de las neuronas vecinas del mismo tipo (mosaico), mientras que las dendritas de diferentes tipos neuronales pueden cubrir el mismo territorio (coexistencia). [2]
Un buen ejemplo de esta organización son los cuerpos celulares de prácticamente todos los tipos de células de la retina que están dispuestos como mosaicos independientes y no aleatorios que maximizan la distancia entre las células vecinas. [1]
Elucidar los mecanismos de separación de procesos durante el desarrollo es, por lo tanto, relevante para comprender los principios de la organización de los tejidos dentro y fuera del sistema nervioso.
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