13 de agosto de 2019

Descubren cómo las células regulan los recuerdos duraderos

Descubren cómo las células regulan los recuerdos duraderos
Fotos, recuerdosGETTY - ARCHIVO

MADRID, 13 Ago. (EUROPA PRESS) -

Neurocientíficos de la Universidad de Columbia (Estados Unidos) han mapeado parte de la maquinaria molecular que ayuda al cerebro a mantener los recuerdos más importantes a largo plazo, según un estudio en modelo de ratón que publican en la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences', que proporciona una visión nunca antes vista de una de las funciones celulares más universales y básicas del cerebro.

Estos hallazgos sugieren nuevos objetivos contra las enfermedades neurodegenerativas caracterizadas por la pérdida de memoria, especialmente la enfermedad de Alzheimer.

Al observar la actividad de las células nerviosas del cerebro que se extrajeron del centro de memoria del cerebro, los investigadores describieron cómo la proteína CPEB3 prepara las neuronas para almacenar recuerdos que resisten el paso del tiempo.

"La memoria es lo que nos hace quienes somos. Permea nuestras vidas y es fundamental para nuestra existencia", explica Eric Kandel, coautor principal del estudio y codirector del Instituto de Comportamiento Cerebral Mortimer B. Zuckerman de Columbia y profesor del Brain Science--. Pero en el fondo, la memoria es un proceso biológico, no muy diferente al latido del corazón. Con el estudio de hoy, hemos arrojado nueva luz sobre los fundamentos moleculares detrás de la capacidad de nuestro cerebro para crear, mantener y recordar recuerdos a lo largo de nuestras vidas".

Todos los recuerdos, incluso los fugaces, se crean cuando pequeñas ramas, llamadas axones, que se extienden desde las neuronas, se conectan entre sí. Estos puntos de conexión, llamados sinapsis, son como apretones de manos: pueden ser fuertes o débiles. Cuando se debilitan, los recuerdos se desvanecen. Pero cuando se fortalecen, los recuerdos pueden resistir la prueba del tiempo. El fortalecimiento de una sinapsis, informaron investigadores recientemente, causa un cambio observable en la anatomía de las neuronas.

En 2015, el doctor Kandel y su equipo identificaron una proteína en ratones, CPEB3, que juega un papel crítico en este cambio anatómico. Descubrieron que CPEB3 está presente en las sinapsis del cerebro cuando se forman y recuerdan los recuerdos. Cuando los investigadores evitaron que los ratones produjeran CPEB3, los animales pudieron formar una nueva memoria pero no pudieron mantenerla intacta.

"Sin CPEB3, las conexiones sinápticas colapsaron y la memoria se desvaneció --señala Luana Fioriti, jefa de Laboratorio en el Instituto Mario Negri de Investigación Farmacológica, Científica Asistente de Teletón en el Instituto de Teletón Dulbecco en Milán (Italia)--. Descubrir la función precisa de CPEB3 dentro de las neuronas fue el impulso para el estudio actual".

Dentro del hipocampo, el centro de memoria del cerebro, CPEB3 se produce a intervalos regulares dentro de los centros de las neuronas. En el estudio de hoy, el equipo de Columbia descubrió que una vez que se produce el CPEB3, se transfiere a los cuerpos P, cámaras de aislamiento que mantienen el CPEB3 inactivo y listo para usar.

"Los cuerpos P no tienen una barrera física, como una membrana, para contener CPEB3 --explica Lenzie Ford, científica investigadora postdoctoral en el laboratorio--. En cambio, los cuerpos P son más densos que sus alrededores. Esta diferencia de densidades mantiene unidos los cuerpos P, creando una especie de campo de fuerza biofísico que mantiene el CPEB3 contenido dentro y lejos de las otras partes de la célula".

Una vez cargados de CPEB3 inactivo, los investigadores encontraron que los cuerpos P abandonan el centro de una neurona y viajan por sus ramas hacia las sinapsis. Cuando un animal tiene una experiencia y comienza a formar un recuerdo, los cuerpos P se disuelven. CPEB3 se libera en sinapsis para ayudar a crear esa memoria.

Con el tiempo, a medida que se lanza más CPEB3, estas sinapsis se fortalecen. Esto altera la anatomía de las neuronas y, como resultado, estabiliza esa memoria.

"Nuestros resultados subrayan el papel central que desempeña la síntesis de proteínas en el mantenimiento de la memoria", destaca el doctor Kandel, investigador del Instituto Médico Howard Hughes, cuyo trabajo pionero sobre la base molecular de la memoria le valió el Premio Nobel 2000 en Fisiología o Medicina--. Y aunque es probable que haya procesos adicionales involucrados que aún no hemos descubierto, este estudio, que incorporó herramientas bioquímicas, genéticas y de microscopía de última generación, revela un elegante mecanismo biológico de memoria con detalles inigualables".

Más allá de lo que revela esta investigación sobre la memoria, también proporciona información sobre las enfermedades neurodegenerativas caracterizadas por la pérdida de memoria. Debido a la importancia demostrada de CPEB3 en el almacenamiento de memoria, y debido a que una versión de CPEB3 también está presente en el cerebro humano, esta proteína representa un área prometedora de enfoque.

"La ciencia de cómo se forman y fortalecen las sinapsis con el tiempo es importante para descifrar cualquier trastorno en el que las sinapsis, y los recuerdos asociados con ellas, se degradan y mueren, como la enfermedad de Alzheimer --apunta el doctor Fioriti--. Al continuar desarrollando esta comprensión, algún día podríamos desarrollar métodos útiles para impulsar el CPEB3 de una manera que evite la degradación sináptica, disminuyendo así la pérdida de memoria".

Otra área de enfoque, según el equipo de Columbia, se relaciona con la proteína SUMO, que el equipo también encontró que desempeñó un papel central en este proceso.

"Uno de nuestros hallazgos más intrigantes es que CPEB3 no se mueve por sí solo a los cuerpos P; otra proteína llamada SUMO lo guía allí --añade el doctor Ford--. Este proceso, llamado SUMOylation, representa otra vía prometedora para el estudio adicional de la memoria, tanto en salud como en enfermedad".

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