Las bases moleculares de la transmisión neuronal
En los últimos años, se han logrado avances significativos en la comprensión de cómo la transmisión de impulsos nerviosos entre neuronas puede aumentar en intensidad. Conocido como potenciación a largo plazo (LTP), este fenómeno ha recibido una gran atención como terapia potencial para el tratamiento de varias enfermedades neurodegenerativas. Durante la LTP, la fuerte activación de los receptores N-metil D-aspartato en la neurona presináptica conduce a una cascada de eventos. Estos eventos culminan en un aumento de los niveles de glutamato en los receptores AMPA de la neurona postsináptica. Esto a su vez incrementa la liberación de neurotransmisores y prolonga la transmisión de la señal nerviosa. Aunque se ha dedicado un gran esfuerzo al estudio de los mecanismos responsables del fortalecimiento de la señalización sináptica, pocos estudios han abordado qué mecanismos son responsables del mantenimiento de la LTP. Teniendo todo esto en cuenta, los socios del proyecto financiado por la Unión Europea «Regulation of AMPA type of glutamate receptor surface diffusion by protein kinase» (AMPAZETA) se propusieron estudiar los eventos moleculares que regulan las sinapsis excitadoras en el hipocampo. Recientemente se descubrió que dos proteínas, denominadas quinasa Mzeta (PKMZ) y Pin1, son esenciales para la LTP en las sinapsis del hipocampo. Los investigadores del proyecto AMPAZETA se propusieron determinar de manera precisa el mecanismo molecular por el cual la proteína Pin1 ejerce su acción. En este contexto, se combinaron técnicas de imagen de molécula única con técnicas de biología molecular y técnicas de electrofisiología de célula única. La línea experimental del proyecto incluía ensayos para determinar el impacto de la proteína Pin1 en la difusión de los receptores de superficie AMPA, en la morfología de las espinas dendríticas y en los niveles de la proteína de densidad postsináptica 95. La inhibición de la proteína Pin1 afectó a todos estos procesos, lo que la convierte en un objetivo potencial para la manipulación de la formación de la sinapsis excitatoria, el mantenimiento y la plasticidad sináptica. La proteína Pin1 juega un papel clave en la neurodegeneración dependiente de la edad y regula el procesamiento de la proteína precursora amiloidea en la enfermedad de Alzheimer. En conjunto, el trabajo desarrollado por los socios del proyecto AMPAZETA mejora el conocimiento de los mecanismos moleculares que regulan la formación de las sinapsis neuronales y de la LTP bajo condiciones fisiológicas. Esta información podría conducir al desarrollo de nuevas dianas farmacológicas para revertir o paliar los efectos de esta enfermedad neurodegenerativa.
Palabras clave
Neurodegeneración, sinapsis, potenciación a largo plazo, receptor, proteína quinasa, Pin1, enfermedad de Alzheimer
