Estas son imágenes de fluorescencia de dominios lipídicos en monocapas de mielina modelo (reconstituidas en laboratorio) que muestran la coexistencia de fases líquidas ordenadas (oscuras) y líquidas desordenadas (pseudocoloreadas). Dependiendo de las condiciones (p. Ej., fases líquidas desordenadas (pseudo-coloreadas). Dependiendo de las condiciones (p. Ej., composición de lípidos, presión superficial, temperatura), los dominios lipídicos pueden existir en varias formas, incluidas rayas (izquierda) y circulares (derecha). Crédito:Imágenes cortesía de Younjin Min, Instituto de Tecnología de Massachusetts
Los estudios de laboratorio realizados por ingenieros químicos de la Universidad de California en Santa Bárbara pueden conducir a nuevos métodos experimentales para la detección y el diagnóstico temprano, y a posibles tratamientos, para tejidos patológicos que son precursores de la esclerosis múltiple y enfermedades similares.
Lograr un nuevo método de obtención de imágenes nanoscópicas, el equipo científico estudió la vaina de mielina, la membrana que rodea los nervios que está comprometida en pacientes con esclerosis múltiple (EM). El estudio se publica en la edición en línea de esta semana del procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias ( PNAS ).
"Las membranas de mielina son una clase de membranas biológicas que tienen solo dos moléculas de espesor, menos de una millonésima de milímetro, "dijo Jacob Israelachvili, uno de los autores principales y profesor de ingeniería química y de materiales en UCSB. "Las membranas se envuelven alrededor de los axones nerviosos para formar la vaina de mielina".
Explicó que la forma en que diferentes partes del sistema nervioso central, incluido el cerebro, comunicarse entre sí en todo el cuerpo es a través de la transmisión de impulsos eléctricos, o señales, a lo largo de las vainas fibrosas de mielina. Las fundas actúan como cables eléctricos o líneas de transmisión.
"Los defectos en la organización molecular o estructural de las membranas de mielina conducen a una menor eficiencia de transmisión, ", dijo Israelachvilli." Esto da como resultado varios trastornos o discapacidades sensoriales y motoras, y enfermedades neurológicas como la esclerosis múltiple ".
A nivel microscópico y macroscópico, que es visible a simple vista, La EM se caracteriza por la aparición de lesiones o vacuolas en la mielina, y eventualmente da como resultado la desintegración completa de la vaina de mielina. Esta desintegración progresiva se llama desmielinización.
Se muestra una ilustración de una neurona, que es la unidad funcional básica del sistema nervioso. La porción agrandada indica la vaina de mielina, que es una membrana multilaminar que rodea el axón de las neuronas. Crédito:Dottie McLaren
Los investigadores se centraron en lo que sucede a nivel molecular, comúnmente conocido como nivel nanoscópico. Esto requiere técnicas de visualización y caracterización muy sensibles.
El artículo describe imágenes de fluorescencia y otras mediciones de dominios, que son pequeños grupos heterogéneos de moléculas lipídicas, los principales constituyentes de las membranas de mielina, que probablemente sean responsables de la formación de lesiones. Lo hicieron utilizando capas moleculares modelo en composiciones que imitan tanto las membranas de mielina sanas como las enfermas.
Observaron diferencias en la apariencia, Talla, y sensibilidad a la presión, de dominios en las monocapas sanas y enfermas. Próximo, desarrollaron un modelo teórico, en términos de ciertas propiedades moleculares, que parece explicar cuantitativamente sus observaciones.
"El descubrimiento y la caracterización de dominios de tamaño micrométrico que son diferentes en conjuntos de lípidos sanos y enfermos tienen implicaciones importantes para la forma en que estas membranas interactúan entre sí, ", dijo Israelachvili." Y esto conduce a una nueva comprensión de la desmielinización a nivel molecular ".
Los hallazgos allanan el camino para nuevos métodos experimentales para la detección temprana, diagnóstico, puesta en escena, y posible tratamiento de tejidos patológicos que son precursores de la EM y otras enfermedades asociadas a las membranas, según los autores.
