Las rutas bioquímicas de la memoria
La neurotransmisión y sus bases moleculares son importantes para la neurociencia pues pueden servir de base para nuevas terapias de enfermedades como el Alzheimer o para aprovechar al máximo el aprendizaje. En lo que a la memoria se refiere, se cree que la potenciación a largo plazo (LTP) es un proceso que representa un sustrato para la formación de la memoria en el cerebro. Los socios del proyecto Sumokainate («Sumoilación y plasticidad sináptica de los receptores de kainato») han concluido recientemente un estudio sobre el aprendizaje, la memoria y la plasticidad sináptica. En el curso de sus investigaciones han logrado elucidar dos vías principales que conducen a la LTP. En primer lugar, utilizaron un compuesto descubierto recientemente, el 77-LH-28-1, que puede unirse a un tipo de receptor muscarínico de acetilcolina (mAChR) denominado M1, y que forma parte de una familia de moléculas que desempeña un papel importante en la mejora de la función cognitiva. La molécula de 77-LH-28-1 es importante ya que puede unirse a un M1, y así abre el canal de otro receptor, el N-metil-D-aspartato (NMDA). Los investigadores demostraron que se trata de un dispositivo molecular predominante para el control de la plasticidad sináptica y la memoria, lo que lo convierte en un candidato apropiado para el tratamiento de la enfermedad de Alzheimer. El equipo de Sumokainate desarrolló una nueva técnica de fijación de membranas que denominaron de pinzamiento dinámico («dynamic clamping»), una versión refinada de la técnica de pinzamiento zonal o en parche («patch clamping»), que permite emular la actividad o la inhibición de los canales iónicos de la membrana celular. Los datos recogidos durante los experimentos realizados con dicha técnica muestran un fenómeno conocido como posdespolarización de la membrana, que participa en la inducción de la LTP, y cuyo resultado es que la célula esté más excitable de lo normal. Los científicos del proyecto demostraron que otra ruta, descubierta utilizando el bloqueador de la corriente M XE-991 y que actúa sobre los canales dependientes de voltaje de la familia KCNQ (Kv7), aumenta la excitabilidad neuronal. La inhibición de los Kv7 promueve, por lo tanto, la apertura del canal del receptor NMDA y, a su vez, facilita la LTP. Tal vez la parte más emocionante de la labor de los investigadores de Sumokainate se refiere al papel de la sumoilación en el escalado sináptico, una modalidad de plasticidad sináptica. El escalado sináptico actúa a modo de retroalimentación negativa para estabilizar el disparo de potenciales de acción de las neuronas. La sumoilación consiste en la adición de pequeñas proteínas modificadoras relacionadas con la ubiquitina llamadas SUMO («small ubiquitin-related modifier») a una proteína para modificar su función. Para evitar la actividad sináptica, los investigadores trataron las células con la proteína neurotóxica tetrodotoxina (TTX). Los datos obtenidos por los miembros del consorcio tras aplicar técnicas bioquímicas para modular la sumoilación demostraron que este proceso realmente desempeña un papel en el escalado sináptico homeostático de las respuestas. Hasta ahora poco se sabía sobre el papel de la sumoilación fuera del núcleo celular. Los resultados del proyecto han facilitado pues un novedoso mecanismo para explicar la sumoilación subyacente a la plasticidad sináptica.