Trabajando con Caenorhabditis elegans, un nematodo transparente encontrado en el suelo, los investigadores de la Facultad de Medicina Elson S. Floyd de la Universidad Estatal de Washington fueron los primeros en descubrir que el sistema nervioso controla la cutícula del pequeño gusano, una barrera exterior similar a la piel, en respuesta a infecciones bacterianas. Su estudio fue publicado hoy en Avances científicos.

A menudo utilizado en la investigación biológica como organismo modelo, el C. elegans El nematodo tiene una estructura relativamente simple mientras comparte varias similitudes genéticas con mamíferos más complejos, incluidos los humanos, por lo que este descubrimiento también tiene implicaciones para la salud humana.

"Nuestro estudio desafía la visión tradicional de que una barrera física, como la cutícula de un gusano o la piel de un humano, no responde a las infecciones, pero es parte de la defensa innata del cuerpo contra un patógeno", dijo el profesor asistente Jingru Sun, autor correspondiente del artículo. . "Mostramos que durante la infección el nematodo puede cambiar su estructura de cutícula y que la respuesta de defensa es controlada por el sistema nervioso".

Sun y sus colegas utilizaron tecnologías como el silenciamiento génico y la edición de genes CRISPR para mostrar que un receptor acoplado a proteína G unido a un gen llamado npr-8 regula los colágenos, proteínas que son los componentes estructurales clave de la cutícula del nematodo. Los nematodos cuyo receptor NPR-8 se extrajo sobrevivieron más tiempo cuando se expusieron a los patógenos que causan neumonía, salmonella e infecciones por estafilococos. La cutícula de los nematodos sin el receptor también permaneció lisa en comparación con sus pares salvajes cuya cutícula se arrugó en respuesta a los mismos patógenos.

"Para los nematodos, es importante mantener una cutícula sana que actúe como la primera línea de defensa contra los insultos externos", dijo Durai Sellegounder, autor principal del artículo e investigador postdoctoral en Sun's Lab. "Muchos patógenos producen proteínas malignas que intentan destruir esta barrera y establecer infecciones. Nuestros resultados muestran que el sistema nervioso puede detectar estos ataques y responder remodelando o fortaleciendo esta estructura protectora".

Los colágenos son las proteínas más abundantes que se encuentran en los mamíferos, y la disminución de los niveles de colágeno se asocia con el envejecimiento. Para los humanos, la pérdida de colágeno puede crear más problemas que las arrugas antiestéticas. Mientras que los nematodos tienen solo una "matriz extracelular", la cutícula, los humanos tienen una matriz extracelular en cada órgano y si esa matriz es demasiado rígida o demasiado floja puede ser dañina.

Los resultados del estudio WSU indican que los colágenos juegan un papel importante en la defensa de la infección por patógenos, y los investigadores especulan que la regulación neural de los colágenos también podría desempeñar un papel en la longevidad general. Su próximo objetivo es comprender los mecanismos subyacentes de respuesta de defensa.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Universidad de estado de Washington. Original escrito por Sara Zaske. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.