Múltiples cambios en la expresión de péptidos y lípidos asociados a la regeneración en el sistema nervioso de la sanguijuela medicinal

BACKGROUND: The adult medicinal leech central nervous system (CNS) is capable of regenerating specific synaptic circuitry after a mechanical lesion, displaying evidence of anatomical repair within a few days and functional recovery within a few weeks. In the present work, spatiotemporal changes in molecular distributions during this phenomenon are explored. Moreover, the hypothesis that neural regeneration involves some molecular factors initially employed during embryonic neural development is tested. RESULTS: Imaging mass spectrometry coupled to peptidomic and lipidomic methodologies allowed the selection of molecules whose spatiotemporal pattern of expression was of potential interest. The identification of peptides was aided by comparing MS/MS spectra obtained for the peptidome extracted from embryonic and adult tissues to leech transcriptome and genome databases. Through the parallel use of a classical lipidomic approach and secondary ion mass spectrometry, specific lipids, including cannabinoids, gangliosides and several other types, were detected in adult ganglia following mechanical damage to connected nerves. These observations motivated a search for possible effects of cannabinoids on neurite outgrowth. Exposing nervous tissues to Transient Receptor Potential Vanilloid (TRPV) receptor agonists resulted in enhanced neurite outgrowth from a cut nerve, while exposure to antagonists blocked such outgrowth. CONCLUSION: The experiments on the regenerating adult leech CNS reported here provide direct evidence of increased titers of proteins that are thought to play important roles in early stages of neural development. Our data further suggest that endocannabinoids also play key roles in CNS regeneration, mediated through the activation of leech TRPVs, as a thorough search of leech genome databases failed to reveal any leech orthologs of the mammalian cannabinoid receptors but revealed putative TRPVs. In sum, our observations identify a number of lipids and proteins that may contribute to different aspects of the complex phenomenon of leech nerve regeneration, establishing an important base for future functional assays.

Resumen tomado de PubMed (NCBI) para el registro citado, en el idioma original. La versión de referencia es la de la publicación original.

El resumen se deja sin traducir para conservar la redacción original de los autores.

En el sistema nervioso central adulto de la sanguijuela medicinal, capaz de regenerar circuitos sinápticos específicos tras una lesión mecánica, se exploraron los cambios moleculares mediante espectrometría de masas por imagen, peptidómica y lipidómica. Tras dañar nervios conectados se detectaron en ganglios adultos lípidos como cannabinoides y gangliósidos. Los agonistas de TRPV aumentaron el crecimiento de neuritas del nervio seccionado y los antagonistas lo bloquearon. Los autores sugieren que los endocannabinoides, actuando sobre TRPV, podrían participar en la regeneración.

Explore cómo esta investigación se conecta con la práctica clínica

Más estudios revisados por pares en la categoría «Genómica y proteómica».

• Leech Salivary Proteome and Transcriptome: 434 Deduced Protein Sequences — Liu Z, Tong X, Su Y, et al. (2019)
• Medicinal Leech Draft Genome — Anticoagulant Gene Survey — Kvist S, Manzano-Marín A, de Carle D, Trontelj P, Siddall ME (2020)
• La terapia con sanguijuelas (Hirudo medicinalis) atenúa las lesiones testiculares inducidas por isquemia/reperfusión testicular en un modelo animal — Davoodi F et al. (2021)
• Nueva proteína anticoagulante de la sanguijuela medicinal — Manuvera V et al. (2024)
• AIF-1 y RNASET2 desempeñan papeles complementarios en la respuesta inmunitaria innata de la sanguijuela medicinal — Baranzini N et al. (2019)
• Los péptidos antimicrobianos de la sanguijuela medicinal carentes de toxicidad representan una estrategia alternativa prometedora para combatir patógenos resistentes a antibióticos — Grafskaia E et al. (2019)
• Perspectivas estructurales sobre la actividad trombolítica de la destabilasa de la sanguijuela medicinal — Marin E et al. (2023)
• El genoma de la sanguijuela medicinal (Whitmania pigra) y un estudio genómico comparativo para la exploración de ingredientes bioactivos — Tong L et al. (2022)
• El SNC de la sanguijuela medicinal como modelo para estudios de exosomas en la comunicación cruzada entre microglía y neuronas — Raffo-Romero A et al. (2018)
• Transcriptomic profiling and the first spatial expression analysis of candidate genes in the salivary gland of the East Asian medicinal leech, Hirudo nipponia — Kim J et al. (2024)

Ver toda la investigación analizada por la ASH →