Cómo el estrés crónico causa daño cerebral
Fuente: DGIST
DGIST anunció el 2 de julio que el equipo del profesor Seong-Woon Yu en el Departamento de Ciencias Cerebrales y Cognitivas descubrió que el estrés crónico causa la muerte autofágica de las células madre neurales (NSC) del hipocampo adulto. Se espera que estos hallazgos abran nuevas estrategias para combatir las enfermedades neurales asociadas al estrés.
El estrés crónico es infame por su asociación con diversas enfermedades mentales como la depresión y la esquizofrenia que se han convertido en problemas sociales muy graves. El estrés puede incluso aumentar el riesgo de enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Alzheimer. Sin embargo, los mecanismos exactos subyacentes a los daños de las funciones cerebrales aún no se conocen bien. Si bien los estudios previos en animales encontraron que la generación de nuevas neuronas es mucho menor en ratones estresados, la apoptosis (1), una vía de suicidio celular bien conocida no se encontró en las NSC, lo que lleva a la conclusión de que la muerte celular no está relacionada con la pérdida de NSC durante el estrés. Por lo tanto, la causa de una disminución en la neurogénesis adulta (2), que es una generación de nuevas células neuronales en el cerebro adulto, especialmente en el hipocampo, se ha mantenido.
El equipo del profesor Yu descubrió por primera vez que el estrés crónico causa la muerte autofágica de los NSC del hipocampo adulto. La autofagia (autoalimentación en griego) es un proceso celular para proteger las células de condiciones desfavorables a través de la digestión y el reciclaje de los materiales celulares internos, por lo tanto, las células pueden eliminar componentes intracelulares tóxicos o viejos y obtener nutrientes y metabolitos para la supervivencia. Sin embargo, la autofagia puede convertirse en un proceso de autodestrucción bajo ciertas condiciones, lo que lleva a la muerte celular autofágica. La muerte celular autofágica es una forma de muerte celular que se distingue de la apoptosis por el papel causal de la autofagia en la desaparición celular. Utilizando las NSC derivadas de roedores y ratones genéticamente modificados, el equipo de investigación descubrió que la muerte de las NSC del hipocampo se previene y que las funciones cerebrales normales se mantienen sin síntomas de estrés cuando es eliminado el Atg7, uno de los principales genes autofágicos.
El equipo de investigación también examinó más a fondo el mecanismo que controla la inducción de autofagia de las NSC con mayor profundidad, demostrando que la génesis de SGK3 (quinasa regulada por suero / glucocorticoides) es el desencadenante del inicio de la autofagia. Por lo tanto, cuando se elimina el gen SGK3, las NSC del hipocampo no sufren la muerte celular y se libran del estrés.
Inducción de la formación de autofagosomas por estrés y protección de las células madre neurales del hipocampo del estrés por la eliminación del gen de autofagia Atg7 La imagen se acredita a DGIST.
El profesor Yu en el Departamento de Ciencias Cerebrales y Cognitivas dijo que "está claro en nuestro estudio que los defectos cognitivos y los trastornos del estado de ánimo provocados por el estrés se deben a la muerte autofágica de los NSC del hipocampo adulto. Con una investigación continua, podremos dar un paso más hacia el desarrollo de un tratamiento efectivo de los trastornos psicológicos como la depresión y la ansiedad. Además, las enfermedades neurodegenerativas relacionadas con el estrés, incluida la demencia, también podrían beneficiarse de nuestro estudio. Esperamos poder desarrollar tratamientos para enfermedades mentales mucho más rápidos y efectivos a través de una investigación conjunta con la Biblioteca Nacional de Compuestos de China para desarrollar juntos el inhibidor de SGK3 ".
Este logro de investigación fue publicado en la revista 'Autophagy' el 24 de junio y contó con la participación de Seonghee Jung en el MS-Ph.D. Programa integrado en el Departamento de Cerebro y Ciencias Cognitivas de DGIST como primer autor. Fue realizado a través del Programa de Investigación del Cerebro y el Programa de Apoyo a Investigadores de Nivel Medio por el Ministerio de Ciencia y TIC y la Fundación Nacional de Investigación de Corea, así como el Proyecto de Investigación de Convergencia DGIST sobre Mecanismo y Técnica de Rehabilitación de Neuroplasticidad.
Apoptosis: un mecanismo suicida fisiológico necesario para controlar el número de células y para la rotación normal de los tejidos
Neurogénesis adulta: generada a partir de las células madre neurales del hipocampo que son responsables de la memoria, el aprendizaje y el control emocional, está profundamente relacionada con las enfermedades cerebrales degenerativas y el trastorno del desarrollo neurológico.
Original Research: Open access
“Autophagic death of neural stem cells mediates chronic stress-induced decline of adult hippocampal neurogenesis and cognitive deficits”. Seong-Woon Yu et al.
Autophagy. doi:10.1080/15548627.2019.1630222
“Autophagic death of neural stem cells mediates chronic stress-induced decline of adult hippocampal neurogenesis and cognitive deficits”. Seong-Woon Yu et al.
Autophagy. doi:10.1080/15548627.2019.1630222
Abstract
Autophagic death of neural stem cells mediates chronic stress-induced decline of adult hippocampal neurogenesis and cognitive deficits
Macroautophagy/autophagy is generally regarded as a cytoprotective mechanism, and it remains a matter of controversy whether autophagy can cause cell death in mammals. Here, we show that chronic restraint stress suppresses adult hippocampal neurogenesis in mice by inducing autophagic cell death (ACD) of hippocampal neural stem cells (NSCs). We generated NSC-specific, inducible Atg7 conditional knockout mice and found that they had an intact number of NSCs and neurogenesis level under chronic restraint stress and were resilient to stress- or corticosterone-induced cognitive and mood deficits. Corticosterone treatment of adult hippocampal NSC cultures induced ACD via SGK3 (serum/glucocorticoid regulated kinase 3) without signs of apoptosis. Our results demonstrate that ACD is biologically important in a mammalian system in vivo and would be an attractive target for therapeutic intervention for psychological stress-induced disorders.
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