¿Cómo se conservan las conexiones cerebrales?

para Ciencia Hoy el . Publicado en CONICET dialoga, Número 144.

Describen un importante mecanismo del desarrollo molecular de la estructura de las sinapsis cerebrales y su mantenimiento.

El equipo de investigación binacional liderado por Damián Refojo, científico del CONICET en el Instituto de Investigaciones en Biomedicina de Buenos Aires, Instituto Partner de la Sociedad Max Planck (IBIOBA, CONICET-MPSP), descubrió la importancia de la proteína Nedd8 en el desarrollo de nuevas conexiones cerebrales y en la conservación de la estructura de las espinas dendríticas –el componente “receptor” de las sinapsis- en neuronas ya formadas.

El estudio publicado en la prestigiosa revista Nature Neuroscience demostró la importancia de la llamada vía de la nedilación –o la vía de Nedd8- en la formación de las espinas dendríticas durante el desarrollo de las neuronas y en el mantenimiento de las sinapsis que ya están formadas en cerebros adultos.

Nedd8 actúa pegándose a proteínas blanco y modificando su actividad, estructura o localización subcelular. Ya era conocida la acción de esta proteína en la proliferación de las células normales y las tumorales, pero su función a nivel nervioso permanecía desconocida.

En las sinapsis interactúan dos estructuras: por un lado el terminal pre-sináptico, que emana del extremo de un axón y que libera los neurotransmisores, y por el otro el componente post-sináptico, llamado espina dendrítica, que es la plataforma receptora y que es activada o inhibida por los neurotransmisores.

“Hay dos cosas que son importantes respecto al componente post-sináptico: cómo se desarrollan esas espinas dendríticas –que determinará la cantidad y la estructura de las sinapsis que tenga el cerebro-, y, una vez que se desarrollaron en la vida adulta, cómo hacemos para mantener esas sinapsis”, explica Refojo, quien es también investigador del Instituto Max Planck de Psiquiatría de Munich.

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“Mediante el uso de cultivos de neuronas y animales modificados genéticamente, en los que se inhibe el pegado de la proteína Nedd8 a sus blancos moleculares, observamos que cuando no actúa esta proteína disminuye la formación de sinapsis, lo cual indica que su actividad es fundamental para el correcto desarrollo y mantenimiento de las conexiones neurales”, grafica.

Si bien el estudio demuestra que Nedd8 actúa sobre varias proteínas, los investigadores comprobaron la acción de Nedd8 sobre una en particular llamada PSD-95, que es una de las proteínas de ensamblado más importante en la espina dendrítica y que no solo modela la estructura de la espina sino también controla su actividad y función. Los investigadores encontraron que para el correcto funcionamiento de PSD-95 es fundamental que tenga adosada a la proteína Nedd8.

“El siguiente paso sería encontrar cuáles son las restantes moléculas sinápticas que son reguladas y controladas por Nedd8”, explica.

Es necesario continuar realizando estudios y los resultados obtenidos no pueden todavía aplicarse en la clínica médica, pero Refojo confía en que es un camino en el cual podría encontrarse una manera de comprender y tal vez paliar síntomas en enfermedades como el mal de Parkinson, el Alzheimer, o en el tratamiento de accidentes cerebro-vasculares.

Este trabajo fue desarrollado por grupos del Instituto de Investigaciones en Biomedicina de Buenos Aires, Instituto Partner de la Sociedad Max Planck (IBIOBA, CONICET-MPSP) y del Instituto Max Planck de Psiquiatría de Munich en Alemania liderados por el Damián Refojo, en colaboración con Jan Deussing y Chris Turck (Inst. Max Planck, Alemania), Valentin Stein (University of Bonn), Daniel Choquet (Interdisciplinary Institute of Bordeaux, Francia) y Daniela M Vogt-Weisenhorn, (Hemlholtz Zentrum, Alemania).