Regulación del sueño a través de la vía de señalización Notch
En el proyecto «Role of notch-dependent neurone-glia signalling in sleep and brain function» (INSOMNOTCH) colaboraron numerosos científicos. En este estudio se utilizó el modelo drosofila para entender el papel de la vía de señalización neurona-glía en la homeostasis del sueño y el aprendizaje. La proteína Notch es un receptor transmembrana que se ha relacionado con las vías de señalización neurona-glía asociadas a la regulación sueño-vigilia y al aprendizaje. Uno de los ligandos del receptor Notch es Delta. El método de investigación consistió en activar e inhibir la proteína Notch a fin de descubrir los mecanismos que emplea para regular el sueño, el aprendizaje y el cerebro. Con objeto de estudiar la activación de la señalización canónica de Notch en drosofila, se empleó la proteína fluorescente con elemento indicador de Notch (NRE-GFP). Los resultados validaron la premisa según la cual la vía de señalización canónica de Notch se activa en las células gliales. Incluso en casos de carencia de sueño, la activación de Notch en las células gliales evitó la aparición de efectos negativos en el aprendizaje y la compensación del sueño. La sobreexpresión de Delta mostró resultados similares. Los datos se publicaron en Current Biology en el año 2011. Los científicos inhibieron, además, la señalización canónica de Notch reduciendo la expresión de Notch o de Suppressor of Hairless (un factor de transcripción que pertenece al complejo de Notch). En estos casos se observó un deterioro notable del aprendizaje y una menor compensación del sueño. Las moscas drosofila que recibieron posteriormente L-DOPA, un precursor de la dopamina, presentaron una subsanación del deterioro del aprendizaje. Se desprende que la merma de la señalización de la dopamina podría ser consecuencia de la alteración de la señalización Notch. El equipo de INSOMNOTCH obtuvo el perfil genómico completo para identificar los cambios moleculares en caso de vía de señalización Notch activada, inhibida y normal. Se descubrió que la activación o inhibición de la expresión de Notch en la glía afectaba a más de setecientos genes. De los quince genes analizados, se relacionaron dos, implicados en la regulación lipídica y la asociación de células gliales, con papeles clave en la regulación del sueño. Las actividades del proyecto sugieren que las vías de señalización Notch se han conservado a lo largo de la evolución. Además, los resultados obtenidos con el modelo drosofila podrían aplicarse parcialmente a los sistemas de mamíferos. El estudio INSOMNOTCH ha proporcionado información sobre el papel de la vía de señalización Notch en la actividad cerebral, la regulación del sueño y el metabolismo de la glía. Por lo tanto, los resultados obtenidos tendrán importantes repercusiones en el tratamiento de los trastornos del sueño (como el insomnio) y los trastornos del aprendizaje.
Palabras clave
Neurona, glía, Notch, receptor, modelo drosofila, insomnio, perfil genómico, vía de señalización, dopamina
