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NANOPHYS — Resultado resumido

Project ID: 268548
Financiado con arreglo a: FP7-IDEAS-ERC
País: Austria
Dominio: Salud, Investigación fundamental

Nuevas perspectivas sobre la función de las interneuronas gabérgicas que expresan parvalbúmina de disparo rápido

Unos científicos dentro del marco del proyecto financiado por la Unión Europea NANOPHYS describieron íntegramente las propiedades celulares y subcelulares de la célula en cesta gabérgica que expresa parvalbúmina de disparo rápido, con consecuencias de gran alcance para la investigación clínica y la medicina.
Nuevas perspectivas sobre la función de las interneuronas gabérgicas que expresan parvalbúmina de disparo rápido
Las redes neuronales corticales están compuestas por dos tipos de neuronas, a saber, las neuronas principales glutamatérgicas y las interneuronas gabérgicas. A pesar de que las interneuronas gabérgicas representan apenas el 10 al 20 % de la población neuronal, desempeñan funciones fundamentales en la red neuronal. No obstante, apenas se conocían las propiedades de las interneuronas gabérgicas frente a la abundancia de información sobre las propiedades de señalización de las neuronas piramidales.

Ingresar NANOPHYS. En el proyecto financiado por la Unión Europea se utilizaron técnicas de fijación de membranas subcelulares de vanguardia en cortes de encéfalo, técnicas de imaginología y estudios informáticos, para describir íntegramente las propiedades celulares y subcelulares de las células en cesta gabérgicas que expresan parvalbúmina (PV+) de disparo rápido.

«Se incorporaron modelos realistas de células en cesta en modelos de redes del giro dentado con el fin de estudiar cómo estas importantes interneuronas gabérgicas afectan las complejas funciones del giro dentado, como la separación de patrones y la conversión de códigos de red en códigos del lugar», explicó el jefe de investigación de NANOPHYS Peter Jonas. «Estos resultados podrán aplicarse al desarrollo de nuevas estrategias para el tratamiento de enfermedades del sistema nervioso, dirigidos a las interneuronas en ubicaciones subcelulares definidas».

Una conclusión decisiva

Las interneuronas gabérgicas son un tipo de neurona minoritaria, no obstante, son fundamentales para la función normal del cerebro pues regulan las actividades de las neuronas principales y producen actividad rítmica en el cerebro. Si se altera la función interneuronal, las funciones cerebrales superiores pueden distorsionarse, produciendo, por ejemplo, convulsiones. Gracias al extenso trabajo del proyecto NANOPHYS, las interneuronas PV+ son ahora una de las especies de neuronas mejor descritas del cerebro. «Diez o veinte años atrás se disponía de mucho más información de las neuronas principales glutamatérgicas que de las interneuronas gabérgicas», indicó Jonas. «Actualmente la situación se ha revertido y los trabajos de investigación de las neuronas principales deberán ponerse a tiro».

La investigación ha demostrado que las interneuronas PV+ pueden convertir una señal de entrada excitatoria en una señal de salida inhibitoria en un milisegundo o incluso menos. No obstante, previa a la ejecución de NANOPHYS, no se conocía exactamente cómo se implementaban estas propiedades de señalización a nivel molecular y celular, o cómo daban lugar a funciones de las redes complejas.

La principal conclusión del proyecto es que las interneuronas PV+ operan como dispositivos de señalización rápida, y que diferentes especializaciones subcelulares y moleculares generan esta propiedad en combinación. «La participación específica de interneuronas PV+ en oscilaciones rápidas de la red demuestra que estas neuronas aplican sus propiedades de señalización rápida en la red intacta in vivo», explicó Jonas. Estos resultados cambian esencialmente nuestra concepción sobre las funciones de las interneuronas gabérgicas.

Beneficios a largo plazo

Según Jonas, los resultados del proyecto pueden traer consecuencias de largo aliento para la investigación clínica y la medicina. «Existen cada vez más pruebas que sugieren que las interneuronas PV+ desempeñan una función importante en la actividad fisiológica de la red del hipocampo y aparentemente también participan en diferentes patologías cerebrales, como la esquizofrenia, el autismo, la epilepsia y las enfermedades neurodegenerativas», explicó. «Por lo tanto, es posible que a largo plazo los resultados obtenidos a partir de NANOPHYS permitan poner a punto nuevas estrategias terapéuticas para estas patologías cerebrales».

Palabras clave

NANOPHYS, patologías cerebrales, interneuronas gabérgicas, interneuronas PV+
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