MADRID 23 Ago. (EUROPA PRESS) -
Los científicos han descubierto que una red externa de proteínas puede ayudar a estabilizar las conexiones neuronales. Este descubrimiento, publicado en la revista 'Neuron', arroja luz sobre la función nerviosa del cerebro y la retina.
La familia Noelin de proteínas secretadas se une a la porción externa de los receptores de glutamato AMPA y los estabiliza en la membrana celular neuronal, un proceso necesario para la transmisión de señales de plena potencia entre neuronas, según un estudio en ratones del Instituto Nacional del Ojo (NEI) de Estados Unidos y la Universidad de Freiberg (Alemania).
Sin esta red proteica estabilizadora externa, los receptores AMPA dejan de retenerse en la sinapsis, lo que da lugar a señales sinápticas débiles y de corta duración. Los hallazgos no sólo permiten comprender procesos como el aprendizaje y la memoria, sino también el desarrollo de enfermedades que provocan ceguera, como el glaucoma.
"Este estudio demuestra que las noelinas desempeñan un papel crucial en el funcionamiento de las sinapsis en el cerebro y en otros tejidos neuronales como la retina", afirma el doctor Stanislav Tomarev, jefe de la Sección de Biología de las Células Ganglionares de la Retina del NEI y coautor del informe.
Las neuronas transmiten señales de una célula a otra a través de sinapsis, puntos de conexión especializados entre las dos células. Las principales sinapsis excitadoras del cerebro son glutamatérgicas, lo que significa que utilizan el mensajero químico glutamato para transmitir sus señales a través de la sinapsis.
La célula presináptica "emisora" emite glutamato, que viaja a través de la hendidura sináptica y es percibido por los receptores de glutamato de la célula postsináptica "receptora". Estos receptores de glutamato son canales iónicos que, al percibir el glutamato, se abren y generan una nueva señal neuronal en la célula postsináptica. Para generar una señal potente, debe haber suficientes receptores en el lugar correcto de la superficie de la célula en la sinapsis.
En el nuevo estudio, un equipo de investigadores dirigido por Tomarev y el doctor Bernd Fakler, de la Universidad de Freiberg, utilizó métodos bioquímicos y genéticos para explorar la compleja red de proteínas extracelulares que mantienen la localización de los receptores de glutamato de tipo AMPA en las sinapsis neuronales.
Tomaron primero tejido cerebral de ratón y aislaron las membranas celulares y sus proteínas adheridas. Mediante espectroscopia de masas y técnicas analíticas especializadas, el equipo averiguó qué proteínas se asociaban a los receptores AMPA en estas membranas.
La familia de proteínas Noelinas (principalmente Noelin 1, pero también Noelins 2 y 3, también conocidas como Olfactomedins 1, 2 y 3, respectivamente), estaban fuertemente asociadas a los receptores AMPA. También encontraron proteínas secretadas y ancladas a la membrana, como la Neuritina y la Brorina, que se sabe que están presentes en las sinapsis.
Para entender mejor cómo las Noelinas ayudan a regular la actividad neuronal, los investigadores desarrollaron ratones que carecían de las tres proteínas Noelinas. Sin las Noelinas, las sinapsis del hipocampo de los ratones tenían muchos menos receptores de glutamato AMPA. Y cuando los investigadores intentaron estimular las neuronas que carecían de Noelinas, las señales neuronales eran mucho más bajas de lo normal.
Sin embargo, las señales neuronales no sólo eran más bajas. Uno de los pasos clave en la formación de la memoria es la señalización neuronal a largo plazo, también conocida como potenciación a largo plazo.
Esto se consigue mediante el reclutamiento y la estabilización de receptores de glutamato adicionales en la sinapsis a lo largo del tiempo, lo que conduce a una señal sostenida a través de la neurona. En los cerebros de los ratones que carecían de Noelins, esta estabilización no se producía, lo que significaba que las señales neuronales no sólo eran escasas, sino también efímeras.
"Aunque este primer estudio ha demostrado el papel de las Noelinas en el cerebro, estas proteínas también están muy presentes en la retina -- afirma Tomarev--. Nuestra próxima tarea es comprender cómo los cambios en estas redes de proteínas secretadas contribuyen al desarrollo de trastornos retinianos, incluido el glaucoma".
