Identifiquen mecanismes que expliquen com un ajuste estimulant afavorix la plasticitat cerebral

   ALACANT, 5 Nov. (EUROPA PRESS) -

   Un metaanàlisi de més de 300 estudis previs sobre els efectes de l'enriquiment ambiental en el cervell de rosegadors ha identificat patrons comuns en l'expressió de gens relacionats amb la comunicació entre neurones i la plasticitat sináptica, processos fonamentals per a l'adaptació cerebral a l'entorn.

   El treball, publicat en la revista 'Molecular Neurobiology', està coliderat per l'Institut de Neurociències (IN) --centre mixt del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) i la Universitat Miguel Hernández d'Elx (UMH)-- i la Universitat de Varsòvia (Polònia). Els resultats reforcen el paper clau del factor de transcripció AP-1 en els canvis associats a l'estimulació ambiental, en línia amb investigacions anteriors de l'IN.

   El cervell canvia en resposta a les experiències, però identificar els mecanismes moleculars comuns als canvis resulta complex, ja que cada estudi pot tindre condicions experimentals diferents. "Una de les fortaleses del metaanàlisi és que, encara que els estudis presenten diferències entre si, analitzar-los de manera conjunta augmenta el nombre de mostres disponibles. Això permet detectar patrons comuns que podrien passar desapercebuts en investigacions individuals", explica Federico Miozzo, investigador del laboratori Mecanismes transcripcionals i epigenètics de la plasticitat neuronal en l'IN que colidera l'estudi.

   Per a identificar els patrons, l'equip va analitzar estudis previs sobre l'expressió dels gens en el cervell de rosegadors exposats a un entorn enriquit (animals que tenen més oportunitats per a explorar, realitzar activitat física i interactuar amb uns altres). Van identificar més de 300 publicacions i, després de comprovar les que disposaven de les dades necessàries, van seleccionar 20 treballs basats en seqüenciació d'ARN, una tècnica que permet mesurar quins gens s'expressen i en quina mesura, per a una anàlisi més detallada.

   L'objectiu era identificar una signatura molecular associada a l'enriquiment ambiental, és a dir, el conjunt de canvis en l'expressió gènica detectats de manera consistent en diferents estudis.

   El metaanàlisi identifica una presència destacada de gens relacionats amb les sinapsis, les estructures que permeten la comunicació entre neurones, i amb la plasticitat sinàptica, la capacitat d'estes connexions per a modificar el seu funcionament en resposta a l'activitat i l'experiència. A més, entre els resultats destaca també la presència de gens de resposta ràpida a l'activació neuronal, que codifiquen proteïnes que formen part del factor de transcripció AP-1.

   Este complex regula l'expressió de nombrosos gens implicats en la comunicació entre neurones i la plasticitat sinàptica. La troballa resulta especialment rellevant per a l'equip de l'Institut de Neurociències, que ja havia estudiat el paper d'AP-1 en una investigació anterior publicada en Nature Communications. Eixe treball va demostrar en ratolins que este complex participa en els mecanismes que relacionen les experiències viscudes durant les primeres etapes de la vida amb canvis duradors en les capacitats cognitives.

   "Que aparega de nou el factor de transcripció AP-1 en esta anàlisi més àmplia és important perquè reforça i generalitza les nostres troballes i assenyala a estes proteïnes com els principals reguladors de la resposta molecular del cervell a l'enriquiment ambiental", assenyala l'investigador Ángel Barco, que dirigix el laboratori Mecanismes transcripcionals i epigenètics de la plasticitat neuronal del IN i va liderar eixe estudi anterior.

   Els investigadors subratllen que els resultats han d'interpretar-se tenint en compte la diversitat dels estudis inclosos. Les diferències en els dissenys experimentals i en les condicions dels animals introduïxen variabilitat, i els resultats obtinguts en rosegadors no poden extrapolar-se directament a les persones. El metaanàlisi identifica patrons consistents en l'expressió gènica, però determinar el paper causal de cada mecanisme requerix nous estudis experimentals.

FERRAMENTA OBERTA PER A EXPLORAR ELS RESULTATS

   L'equip ha desenvolupat mEEtaBrain, una aplicació web d'accés lliure que permet explorar els resultats del metaanàlisi. La ferramenta permet buscar gens concrets, seleccionar regions cerebrals i modificar els criteris d'anàlisis per a consultar les dades d'interés.

   "L'aplicació permet navegar pels resultats en funció del que interesse a cada investigador: per exemple, consultar un gen determinat o centrar-se en una regió cerebral concreta. La idea és que les dades puguen reutilitzar-se i servir de punt de partida per a noves preguntes", explica Miozzo.

   L'estudi s'emmarca en el projecte internacional EPI-3E, finançat per l'Institut de la Salut Carles III en el marc d'un programa conjunt europeu d'investigació sobre malalties neurodegeneratives JPND. A més, ha sigut possible gràcies al finançament de l'Agència Estatal d'Investigació, el Fons Europeu de Desenvolupament Regional, la Fundació "la Caixa" i la Generalitat Valenciana. L'Institut de Neurociències (CSIC-UMH) és un Centre d'Excel·lència Severo Ochoa.