Traducido y adaptado por Mateus Lynniker de Expreso médico
Una nueva investigación del laboratorio del profesor de biología Adam Miller en la Facultad de Artes y Ciencias de la UO arroja luz sobre la importancia de la comunicación de neurona a neurona a través de una señalización eléctrica directa, en lugar de dos mensajeros químicos comunes enviados entre células. El equipo también identificó proteínas que pueden relacionar las interrupciones en las vías eléctricas con afecciones como el autismo y la epilepsia.
Describen sus hallazgos en un artículo publicado na biología actual.
Las neuronas son células que envían mensajes desde el cerebro a todo el cuerpo. Dirigen todo lo que hace un animal: respirar, moverse, pensar. Más comúnmente, las neuronas envían señales liberando sustancias químicas como la dopamina y la serotonina, que son absorbidas por la neurona vecina en la cadena de comunicación. Estos puntos de conexión se denominan sinapsis químicas.
Mas Miller y su equipo están interesados en otro tipo de sinapsis: una sinapsis eléctrica. En una sinapsis eléctrica, las neuronas transmiten señales directamente a través de corriente eléctrica, viajando entre células a través de canales. Las sinapsis eléctricas pueden formarse entre muchas partes diferentes de dos neuronas, y los mensajes pueden pasar a través de ellas en ambas direcciones, en lugar de solo en una dirección. Según los últimos análisis, los circuitos neuronales son creados por interacciones entre sinapsis eléctricas y químicas.
Muchos neurocientíficos pensaron anteriormente que las sinapsis eléctricas eran más importantes durante el desarrollo, pero luego fueron eliminadas y reemplazadas por sinapsis químicas, como los gatos antes de aprender a caminar.
«Estudios más recientes encontrarán que las sinapsis eléctricas persisten en todo el cerebro y son sus propias partes centrales de dos circuitos», dice Anne Martin, becaria postdoctoral no perteneciente al laboratorio de Miller que dirigió el nuevo estudio.
Martin, Miller y sus colegas están tratando de comprender mejor cómo se forman las sinapsis eléctricas y cómo pueden afectar la función cerebral.
En el último artículo, el equipo se centró en el papel de una proteína llamada neurobeach. Probarán diferentes versiones de la proteína que no es de pez cebra en desarrollo y medirán sus efectos en las sinapsis eléctricas.
Sin una neuroplaya que funcione correctamente, no se podrían formar sinapsis eléctricas, encontraron los investigadores. Neurobeachine parece funcionar como un controlador de tráfico, dirigiendo otras proteínas necesarias para la función de sinapsis adecuada para que se formen localmente, dice Miller. Sin él, los componentes adecuados no están en el lugar correcto y no se pueden transmitir mensajes eléctricos.
Investigaciones anteriores han demostrado que la neurobeachina también ayuda en la formación de sinapsis químicas. Por lo tanto, la nueva investigación sugiere un puente entre los dos tipos de comunicación.
«La gente tiende a decir que son entidades bioquímicas diferentes», dice Miller. «Pero ahora existe esta molécula que te une en la formación de sinapsis».
En el trabajo futuro, el equipo espera comprender mejor cómo las sinapsis eléctricas y químicas pueden relacionarse con el papel que desempeñan las dos en los circuitos neuronales.
“Estamos muy interesados en encontrar otros puentes entre las sinapsis eléctricas y químicas”, dice Martin. «Encontramos, eh, neuroplaya, pero creemos que puede haber otras».
También planean explorar más a fondo los posibles vínculos con la salud humana. El equipo de Miller notó cambios de comportamiento en nuestros peces con mutaciones en la neuroplaya. Y las mutaciones de neurobeachine se han relacionado con el autismo y la epilepsia, dos condiciones que implican cambios en la forma en que las neuronas se comunican entre sí. Aprender más sobre cómo la neurobeachine afecta la comunicación neurona-neurona puede ayudar a los científicos a comprender mejor los orígenes de estas diferencias cerebrales.