Centro de Regulación Genómica
Científicos logran restaurar parcialmente la memoria en ratones, un avance hacia posibles terapias para humanos
Investigadores del Centro de Regulación Genómica han descubierto que un "microexón" de solo nueve aminoácidos de largo se expresa exclusivamente en las neuronas de los ratones. No lo hace en ningún otro lugar del cuerpo. Es imprescindible para un desarrollo neuronal saludable, con efectos que se extienden hasta la función de la memoria.
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Gracias a un inhibidor, los expertos han podido recuperar parcialmente la activación neuronal y el rendimiento de la memoria. El estudio se ha publicado en la revista Nature Communications. El estudio señala a la posible implicación de microexones en una amplia gama de problemas de aprendizaje y trastornos del desarrollo neurológico.
El cerebro
Las células poseen lo que llama 'splicing'. Pueden cortar el mensaje de un gen en pedazos y decidir qué fragmentos conservar. Mezclar y combinar estos fragmentos permite a un solo gen producir muchas proteínas diferentes, lo que brinda a los tejidos y órganos más opciones para prosperar y evolucionar. Donde más frecuentemente ocurre es en el cerebro. El gen DAAM1 produce una proteína que ayuda a las células a mantener su forma y permite su movimiento. Cuando el equipo de investigadores eliminó el microexón de nueve letras en ratones, sus células cerebrales adultas contaban con la mitad de las "espinas de aprendizaje" habituales, protuberancias que son importantes para el aprendizaje y la recuperación de la memoria.
Menos espinas significa menos conexiones sinápticas nuevas. Esto afecta a los circuitos subyacentes del aprendizaje y de la memoria. Gracias a los experimentos con ratones se confirmó que la eliminación del microexón hizo que los animales recordasen casi un 40 por ciento menos en algunas tareas de memoria estándares". Las neuronas parecen casi normales bajo el microscopio, pero su capacidad para comunicarse y, por lo tanto, procesar la información, se vio fuertemente afectada. Las neuronas no pueden construir puentes con tanta eficacia, y los mensajeros no pueden hacer su trabajo", nos dice el Dr. Patryk Poliński, quien llevó a cabo el trabajo en el Centro de Regulación Genómica y ahora es investigador postdoctoral en el EMBL Barcelona.
Cómo se hizo
El equipo alteró químicamente una vía de señalización hiperactiva que viene causada por la exclusión de los nueve aminoácidos en las neuronas de ratón. Gracias a esta alteración, se recuperaron parcialmente la activación neuronal y el rendimiento de la memoria. "Nuestro trabajo demuestra que la capacidad del cerebro para recuperar recuerdos puede rescatarse cuando se activa el interruptor molecular correcto", nos señala la Dra. Mara Dierssen, coautora del estudio e investigadora del Centro de Regulación Genómica.
Rescatar la función cognitiva es solo una prueba de principio. Un paso de validación temprana y no una terapia. Ya hay aprobados inhibidores similares a los utilizados por el estudio, en humanos. "Muestra un gran potencial, pero es demasiado pronto para hablar de las personas", nos advierte el Dr. Poliński.
Los tiburones
Una prueba más de la importancia del microexón proviene de la observación de su conservación evolutiva. El estudio encontró que los tiburones, que se separaron de los antepasados de los humanos hace cientos de millones de años, son portadores de la misma secuencia.
"Cuando los mismos nueve aminoácidos aparecen tanto en los tiburones como en los humanos, estamos viendo una parte molecular tan útil que la evolución se ha negado a jugar con ella durante casi 500 millones de años. Ese nivel de conservación nos dice que este microexón es un engranaje crítico que ayuda a las neuronas a conectar los recuerdos", nos afirma el Profesor de Investigación ICREA Manuel Irimia, coautor del estudio que llevó a cabo el estudio en el CRG y es actualmente investigador con doble afiliación entre la Universidad Pompeu Fabra y el Centro de Regulación Genómica.
Trastorno del Espectro Autista
Estudios previos ya han demostrado que un gran conjunto de microexones específicos de las neuronas, se omiten sistemáticamente en el cerebro de las personas con trastorno del espectro autista. El cerebro humano contiene más de 300 microexones, y solo un puñado han sido estudiados en detalle. Los autores sospechan que los errores de splicing ocultos con microexones implicados podrían ser la base de una amplia gama de problemas de aprendizaje, trastornos del espectro autista y otros trastornos del desarrollo neurológico.
Actualmente el equipo está escaneando bases de datos humanas en busca de variantes raras que podrían haber eliminado el microexón DAAM1 y que puedan coincidir con trastornos del aprendizaje.
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