Vislumbran la manera en que se crean los recuerdos

El estudio enlaza también el autismo con la enfermedad de Alzheimer.

Microfotografía fluorescente de neuronas que muestran como la filapodia se extiende desde las dendritas. (crédito: Webb Lab/Vanderbilt)

Cada vez que se crea un recuerdo, en algún lugar de tu cerebro un pequeño filamento llamado espina dendrítica sale de una neurona y forma una conexión electroquímica con otra neurona vecina. Un grupo de biólogos de la Universidad de Vanderbilt ha descubierto un poco más sobre la manera en que estas conexiones se forman en los niveles molecular y celular.

En una serie de experimentos descritos en la revista Journal of Biological Chemistry, de abril 17, los investigadores reportan que una proteína de señalización específica, la Asef2, miembro de una familia de proteínas que regulan la migración y adhesión celular, juega un papel crítico en la formación de la espina dendrítica. Esto es muy significativo ya que la Asef2 ha sido ligada al autismo, a la dependencia alcohólica y la depresión.

“Las alteraciones en la espina dendrítica están asociadas con varias enfermedades neurológicas y de desarrollo, tales como el autismo, el Alzheimer y el síndrome de Down”, dijo Donna Webb, profesora de Ciencias Biológicas. “Sin embargo, la formación y mantenimiento de la espina es un proceso en extremo complejo que sólo estamos iniciando a comprender”.

Las neuronas producen dos tipos de fibras largas que se entretejen a través del cerebro: dendritas y axones. Los axones transmiten señales electroquímicas desde el cuerpo de una neurona hacia las dendritas de otra neurona. Las dendritas reciben las señales de entrada y las conducen hacia el cuerpo celular de la neurona receptora. Esta es la manera en que las neuronas se comunican entre sí.

Ya que las dendritas siempre están a la espera de señales de entrada, continuamente producen diminutos filamentos flexibles conocidos como filopodia.  La filopodia se asoma desde la superficie de la dendrita y ondea en el espacio entre las células en busca de axones. Al mismo tiempo, los biólogos consideran que los axones secretan químicos de naturaleza no conocida aún que atraen a la filopodia.

Cuando uno de los filamentos dendríticos hace contacto con un axón, inicia un proceso de adherencia y forman una espina dendrítica. El axón y la espina forman las dos mitades de una juntura sináptica. Este tipo de nuevas conexiones son la base de la formación y almacenamiento de recuerdos.

El papel de la espina dendrítica en enfermedades neuronales

El autismo ha estado asociado a espinas dendríticas inmaduras que no logran conectarse apropiadamente con los axones para formar junturas sinápticas. La reducción de las espinas dendríticas es una de las características de las primeras etapas de la enfermedad de Alzheimer. Esto podría ayudar a explicar el porqué las personas con Alzheimer tiene mucha dificultad en crear recuerdos nuevos.

La formación de la espina dendrítica es conducido por la actina, proteína que produce microfilamentos y forma parte del citoesqueleto. Webb y sus colegas mostraron que la Asef2 promueve la formación de espinas y sinapsis al activar otra proteína llamada Rac, conocida por su capacidad de regular la actividad de la actina. Este equipo científico también descubrió que otra proteína, spinophilin, conjunta a la Asef2 y la conduce hacia espinas específicas.

“Una vez que logremos encontrar los mecanismos involucrados, quizá podamos encontrar substancias que ayuden a restaurar la formación de espina dendrítica en las personas que han perdido esa función, y con ello regresaría la capacidad de recordar”, dijo Webb.

Encuentras el artículo en Journal of Biological Chemistry.