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Instituto de Neurociencias: 10 descubrimientos del cerebro

El Instituto de Neurociencias de Alicante ha cerrado el año con medio centenar de publicaciones en revistas científicas. Entre los avances relacionados con el cerebro destacan diez: desde una nueva proteína implicada en el alzhéimer, hasta la relación entre el desequilibrio entre neurotransmisores y los trastornos psiquiátricos.

Este es el ranking de las principales investigaciones de 2018 del Instituto de Neurociencias de Alicante, un centro mixto de la Universidad Miguel Hernández de Elche (UMH) y del Centro Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) responsables de su organización y financiación.

Desequilibrio entre neurotransmisores, origen de trastornos psiquiátricos
Patologías aparentemente tan dispares como los trastornos del espectro autista, la esquizofrenia o la ansiedad tienen una base común: el desequilibrio entre los neurotransmisores excitadores e inhibidores, según una investigación que publicó la revista Cell Reports, liderada por Juan Lerma, responsable del grupo de Fisiología Sináptica del Instituto de Neurociencias en Alicante CSIC-UMH.Un aumento leve de la dosis del gen Grik4 lleva a un desequilibrio persistente en la actividad excitatoria e inhibitoria que repercute en la adecuada respuesta.

La investigación comprobó que hay un exceso en la tasa de liberación del principal neurotransmisor excitatorio del sistema nervioso central, el glutamato.

La zona del cerebro afectada por ese desequilibrio determina la patología y los síntomas asociados a ella.
“Este cambio en la trasmisión sináptica no es desmesurado. Está en el rango de los que hacen posible la plasticidad necesaria para permitir el aprendizaje y el almacenamiento de recuerdos”, aclara el doctor Lerma. Sin embargo, sus efectos sí tienen un gran impacto sobre el comportamiento.

La aparición de las capacidades humanas

El nivel de actividad de genes conservados durante la evolución, y no la aparición de nuevos genes, fue clave para la expansión de la corteza cerebral, que hizo posible su gran complejidad en los mamíferos.

Esta modulación dio lugar a una nueva forma de neurogénesis más eficiente, que impulsó en los mamíferos la multiplicación exponencial del número de neuronas, la expansión de la corteza cerebral y, con ello, la aparición, en última instancia, de las capacidades que nos definen como humanos.

Este descubrimiento del Grupo de Neurogénesis y Expansión Cortical que dirige el doctor Víctor Borrell, del Instituto de Neurociencias en Alicante CSIC-UMH, se publicó en Cell.

Reparar los nervios dañados
El grupo del doctor Hugo Cabedo, responsable del grupo de Control molecular de la mielinización axonal descubrió cómo los nervios periféricos inducen la reparación de la capa de mielina que los rodea para que se vuelva a restablecer la comunicación neuronal después de una lesión.

Este hallazgo puede aportar pistas para lograr el objetivo largamente perseguido de reparar las lesiones medulares.

El trabajo, publicado en el Journal of Cell Biology, puede ser importante también para mejorar el tratamiento de algunas enfermedades en las que la mielina se deteriora, como la de Charcot Marie Tooth, de origen genético, o el síndrome de Guillain-Barré.

Algunos estudios sugieren que la mielina también está alterada en la enfermedad de Alzheimer, por lo que el trabajo del doctor Cabedo podría aportar una nueva pieza al puzle de esta devastadora enfermedad.

Nueva pista en alzhéimer

El grupo de Javier Sáez Valero, del Instituto de Neurociencias de Alicante, demostró que la proteína beta amiloide provoca el fallo de otra proteína implicada en la memoria y el aprendizaje, denominada Reelina.

Además, comprobaron que el gen ApoE4, principal factor de riesgo para desarrollar alzhéimer, interfiere también negativamente en el control de la proteína Reelina.

Con este trabajo, publicado en FASEB Journal, descifraron parte del mecanismo por el que esta proteína falla en su importante función.

 

Instituto de Neurociencias
La proteína Reelina, nueva pista para el alzhéimer. Foto cedida por el Instituto de Neurociencias de Alicante
Reforzar las redes neuronales de la memoria

La colaboración de neurocientíficos y físicos ha permitido localizar grupos de neuronas, desconocidos hasta ahora, que son fundamentales para la consolidación de la memoria.

El laboratorio del doctor Santiago Canals aportó su experiencia pionera en el estudio de las redes de memoria. Y, al otro lado del Atlántico, el doctor Hernán Makse y su equipo, del Instituto Levich de Física de la Universidad de la Ciudad de Nueva York, contribuyeron con sus investigaciones de vanguardia en el análisis de redes complejas.

“El resultado ha sido una sorpresa”, explica el doctor Canals, porque “los nodos críticos para el funcionamiento de las redes de memoria del hipocampo se localizan, en realidad, en el núcleo accumbens, una estructura que forma parte del sistema de recompensa del cerebro. Un hallazgo que no hubiéramos podido predecir a priori sin este nuevo enfoque. El trabajo abre la posibilidad de identificar alteraciones críticas en la conectividad funcional del cerebro y emplearlas como diana para el tratamiento de enfermedades neurológicas y psiquiátricas”.

El trabajo se publicó en Nature Communications

Menos efectos secundarios para leucemia linfoblástica aguda pediátrica

Se trata del cáncer más frecuente en edad pediátrica, que representa aproximadamente 25 % de los diagnósticos en niños menores de 15 años. Aunque la tasa de supervivencia es alta, aproximadamente del 90 por ciento, los efectos secundarios del tratamiento, como el deterioro neurocognitivo, pueden persistir durante meses o años una vez superada la leucemia.

El laboratorio de María Domínguez ha mostrado por primera vez que la inflamación oculta totalmente a las células tumorales, dotándolas con una especie de “manto de invisibilidad” que impide que el sistema inmune las detecte.

Además, pusieron a punto un sistema de cribado que permitirá seleccionar fármacos ya en uso contra procesos inflamatorios que puedan ser eficaces en este cáncer infantil, sin efectos secundarios. El trabajo se publicó en Cell Reports.           

El “ojo seco” fantasma

Después de la cirugía láser para corregir defectos de visión como la miopía, los pacientes tienen sensación de ojo seco que persiste varios meses.

En muchos casos, realmente no existe una falta de lágrimas que justifique los síntomas, pero el daño provocado a los nervios sensoriales de la córnea durante la intervención confunde al cerebro y crea la sensación falsa de sequedad o “sequedad fantasma”.

Las responsables de esta sensación fantasma son las neuronas que detectan el frío en la superficie del ojo, como acaba de descubrir el Grupo de Neurobiología Ocular liderado por Carlos Belmonte.

El hallazgo es un paso importante para buscar solución a este problema tan frecuente que persiste mientras las terminaciones nerviosas periféricas del ojo se regeneran de forma muy lenta y en algunos casos incompleta. El hallazgo lo publicó como artículo destacado la revista “Investigative Ophthalmology & Visual Science”.

Aprendizaje silencioso, otro avance del Instituto de Neurociencias

La capacidad de aprender a pesar de que la activación de neuronas esté prácticamente ausente, es otra aportación  del Instituto de Neurociencias de Alicante. Es diferente del concepto clásico de aprendizaje latente, que se refiere al que ocurre en ausencia de recompensa.

La idea es que una red neuronal a veces puede cambiar el patrón de ponderaciones sinápticas manteniéndolo “en secreto” para algunas neuronas.

El hallazgo, liderado por Richard G.M. Morris, codirector de la Cátedra de Neurobiología Remedios Caro Almela, sugiere que la plasticidad sináptica puede estar oculta crípticamente bajo condiciones en las que se evita la expresión en red de la formación de trazas de memoria.

Este aprendizaje puede ocurrir con más frecuencia de lo que generalmente se aprecia y, de hecho, puede ser una característica de varios aspectos del aprendizaje cognitivo. Publicado en Current Biology 

Avances en Huntington

El grupo de Neurobiología de la sinapsis, dirigido por la doctora Isabel Pérez Otaño, ha demostrado en ratones que la reactivación de la expresión de un receptor denominado GluN3A en adultos es la base de la enfermedad de Huntington.

Se trata de una enfermedad neurodegenerativa caracterizada por movimientos involuntarios, síntomas psiquiátricos y demencia para la que actualmente no hay cura o tratamiento para retardarla.

Inactivando las neuronas que expresan ese receptor GluN3A se ha conseguido detener en ratones el proceso patógeno neutralizando acontecimientos claves del inicio de la enfermedad que previenen la destrucción de las sinapsis, la disfunción cognitiva y motora y reduce la pérdida de neuronas.

Se trata de un primer paso esperanzador que propone al receptor GluN3A como un objetivo terapéutico para frenar los mecanismos patogénicos tempranos en la EH. El trabajo se publicó en Molecular Therapy.

Un compuesto del cannabis contra las adicciones

El cannabidiol, uno de los componentes más abundantes de la marihuana (cannabis sativa), sin efectos adictivos, puede ser útil para tratar la adicción al alcohol y a la marihuana.

Lo ha descubierto el grupo de Neuropsicofarmacología Traslacional liderado por Jorge Manzanares en el Instituto de Neurociencias de Alicante.

El trabajo demuestra en modelos animales que el cannabidiol reduce la abstinencia, ansiedad y los cambios que se producen en el cerebro.

Además, comprobaron que la combinación de dosis bajas del cannabidiol con el fármaco más usado contra el alcoholismo, la naltrexona, es más efectiva para reducir el consumo de alcohol que cada uno de ellos por separado.

El grupo de investigación ha descubierto también cómo el cannabidiol regula la expresión de los genes relacionados con el eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal en respuesta al estrés agudo (Journal of Psychopharmacology). EFE

ANA SOTERAS

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