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Procesos moleculares en la formación del circuito neuronal

El conocimiento de los mecanismos implicados en la transmisión de las señales neuronales podría permitir la identificación de dianas para el tratamiento de enfermedades que actualmente son incurables, tales como la enfermedad de Huntington y otros trastornos mentales.
Procesos moleculares en la formación del circuito neuronal
Las neuronas transmiten información a todo el organismo a través de estructuras especializadas llamadas sinapsis. Durante el desarrollo posnatal, el cerebro presenta una superproducción sináptica que, más adelante, será refinada por la actividad neuronal. Se trata de un proceso crucial, ya que define los circuitos neuronales maduros y resulta esencial para la codificación de la memoria.

La maduración del receptor NMDA es un factor clave para seleccionar las sinapsis que se deben reforzar o eliminar. Sin embargo, aún se conocen poco los aspectos que controlan el momento exacto del desarrollo y la especificidad sináptica de este proceso así como sus efectos sobre la estabilidad de la sinapsis.

Con objeto de estudiar estas cuestiones, se inició el proyecto NMDAR-SYNPRUN (The roles of juvenile NMDA receptors in synapse maturation and elimination and their association with cognition), financiado con fondos europeos, destinado a investigar la movilidad del receptor a lo largo de la membrana plasmática y su distribución entre zonas sinápticas y extrasinápticas. Los receptores NMDA funcionales son heterodímeros de subunidades de GluN1, GluN2 y GluN3 que le confieren diferentes propiedades que afectan a la señalización y la localización del receptor en la superficie neuronal.

La investigación se centró en la movilidad de los receptores NMDA con GluN3 y el papel de las subunidades GluN3 en la actividad del receptor NMDA sináptico. Se observó que, en neuronas inmaduras, la expresión de GluN3A afecta a la dinámica de difusión y la acumulación sináptica de los receptores NMDA con GluN2A. Se sugirió que poco después del nacimiento las concentraciones elevadas de GluN3A mantienen las subunidades GluN2A maduras alejadas de la zona sináptica mientras que la maduración de las redes neuronales adultas tiene lugar por una reducción de GluN3A. Además, se estudió en profundidad el papel de la vía de señalización mediada por GluN3A en la determinación de la densidad y el tamaño de la espina en las neuronas.

Existen diversas enfermedades psíquicas asociadas a desequilibrios entre el reforzamiento y la eliminación de sinapsis. Es posible que los resultados del estudio NMDAR-SYNPRUN presenten aplicaciones clínicas en campos como la terapéutica dirigida para trastornos neurológicos.

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Palabras clave

Neuronas, sinapsis, codificación de la memoria, receptor NMDA, desarrollo, señalización, GluN3A
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