Un estudio revela cómo las sinapsis del hipocampo ajustan proteínas para especializar su función

BARCELONA, 12 Dic. (EUROPA PRESS) -

Un estudio del Institut de Recerca Sant Pau (IR Sant Pau) de Barcelona ha identificado cómo las sinapsis del hipocampo --la estructura cerebral que actúa como núcleo del aprendizaje y la memoria-- ajustan sus proteínas para especializar su función, informa este viernes el Sant Pau en un comunicado.

El trabajo, publicado en la revista 'Nature Communications' y llevado a cabo en el IR Sant Pau, detalla con "una resolución inédita" qué proteínas hay en cada tipo de sinapsis y en qué cantidades, revelando patrones que ayudan a explicar cómo conexiones aparentemente similares pueden desempeñar funciones diferentes, manifestando características específicas.

Comprender cómo se alteran estas conexiones es clave porque la disfunción sináptica está implicada en la mayoría de las enfermedades neurológicas y psiquiátricas, desde el Alzheimer y el Parkinson hasta la epilepsia o la esquizofrenia.

Las sinapsis, puntos de contactos entre neuronas, son extremadamente numerosas y diversas, y se estima que el cerebro humano contiene entre 100 y 1.000 billones de ellas, y cada una transmite la información con ligeras variaciones en su estructura y función, lo que permite que los circuitos neuronales procesen señales de manera flexible y precisa.

El jefe del grupo de Fisiología Molecular de la Sinapsis del IR Sant Pau, Àlex Bayés, ha asegurado que durante años los científicos han sabido que cada tipo de sinapsis tiene propiedades eléctricas únicas, pero "no habían podido mapear con exactitud su composición proteica debido a las limitaciones técnicas".

El equipo del IR Sant Pau ha superado este obstáculo mediante una combinación de herramientas: la microdisección por captura láser permite aislar capas microscópicas del hipocampo y un protocolo de extracción de proteínas sinápticas preserva la integridad de estas moléculas y evita pérdidas.

Gracias a esta aproximación, los investigadores pudieron caracterizar el proteoma de las tres sinapsis que forman el circuito trisináptico del hipocampo, el circuito más estudiado del cerebro y fundamental para el procesamiento de la memoria y la integración de la información sensorial y contextual.

MISMOS INGREDIENTES, DIFERENTE RECETA

El estudio ha revelado que las tres sinapsis analizadas comparten la gran mayoría de sus proteínas, pero varían notablemente la cantidad relativa de cada una, como si todas usaran los mismos ingredientes para cocinar, pero modificaran las proporciones para crear recetas distintas, con matices propios en sabor, textura y propiedades.

En este "menú sináptico" hay un ingrediente siempre presente como son los receptores de glutamato y las proteína que los regulan: el glutamato es el principal neurotransmisor excitador del cerebro y sus receptores son esenciales para la transmisión de señales y para la plasticidad sináptica, el mecanismo que permite que las conexiones se fortalezcan o debiliten en función de la experiencia.

El estudio también ha identificado un componente genético en esta especialización: cada tipo de neurona activa o silencia genes sinápticos específicos para ajustar la composición molecular de sus conexiones, en "la primera vez que se puede vincular de forma tan directa la especialización molecular de una sinapsis con programas de expresión génica propios de cada neurona".