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.
“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).
