La locura de la limpieza en el cerebro

Los "desechos de proteína sináptica" se recogieron más rápidamente cuando falta el fagot de proteína presináptica

28.05.2020 - Alemania

Las sinapsis consisten en cientos de proteínas diferentes. Para la correcta transmisión de las señales del cerebro, sus bloques de construcción deben ser constantemente comprobados en cuanto a su funcionalidad y reemplazados por otros nuevos. Un equipo de investigadores del Instituto Leibniz de Neurobiología de Magdeburgo, el Centro Alemán de Enfermedades Neurodegenerativas y el Hospital Charité de Berlín ha investigado cómo se afecta el funcionamiento de las sinapsis en el cerebro cuando falta la proteína presináptica fagot. Descubrieron que el proceso de reciclaje de las proteínas sinápticas es mucho más rápido porque se activa una enzima llamada Parkin, que desempeña un papel importante en la enfermedad de Parkinson.

Anteriormente, se sabía que la pérdida de la función del Parkin lleva a la enfermedad de Parkinson. Cuando el Parkin no es funcional, se acumulan en el tejido cerebral agregados de proteínas que ya no pueden ser degradados, lo que - como siempre cuando se acumulan demasiados desechos - perjudica las funciones normales y eventualmente lleva a una falla funcional completa debido a la muerte celular.

La limpieza en la sinapsis

El equipo de autores alrededor de la Dra. Carolina Montenegro y el Prof. Dr. Eckart Gundelfinger de LIN así como la Dra. Sheila Hoffmann-Conaway y el Prof. Dr. Craig C. Garner de la DZNE muestra en el nuevo estudio que exactamente lo contrario sucede después de que la proteína del fagot se apaga: los "desechos de la proteína sináptica" se recogieron más rápidamente y las proteínas activas eran más jóvenes que en los controles comparables. Para averiguarlo, los investigadores añadieron etiquetas con códigos de color a una de las proteínas que se iban a desechar, llamada SV2. Estas etiquetas cambian de color con la edad y actúan como un marcador de los procesos de eliminación neuronal. La proteína SV2 se incorpora a las vesículas sinápticas, los pequeños contenedores que contienen los neurotransmisores que se liberan durante la transmisión sináptica. El proceso de envejecimiento de la proteína activa puede observarse a través del cambio de color. Bajo el microscopio electrónico, se encontraron más indicaciones de una mayor eliminación de los desechos celulares, un proceso conocido como autofagia. Por ejemplo, se pudo detectar un mayor número de "contenedores de desechos", los llamados autofagosomas, en las sinapsis cuando falta el fagot. Los autores pudieron demostrar que en las sinapsis sin fagot, varias proteínas se marcaban cada vez más para su degradación. Sin embargo, si la proteína Parkin, que es defectuosa en la enfermedad de Parkinson, se apagaba, este proceso podía ser contrarrestado.

¿Qué aprendemos de estos experimentos?

Las sinapsis con la proteína del fagot alterada son más débiles y no pueden adaptarse tan fácilmente a los cambios, una característica que es esencial para la plasticidad del cerebro. "Con nuestros experimentos, entendemos mejor los procesos en las sinapsis que son esenciales para el correcto funcionamiento de un cerebro sano", dice la Dra. Carolina Montenegro. "Todos los procesos cerebrales importantes, la percepción, el pensamiento, el aprendizaje, el recuerdo, la planificación de acciones, es decir, todo el procesamiento de la información, están determinados por las sinapsis. Con el aumento de la edad, la forma en que funcionan cambia, en parte porque estos procesos de eliminación de residuos ya no funcionan correctamente. Especialmente en las enfermedades cerebrales como el Alzheimer o el Parkinson, las alteraciones en el equilibrio entre el suministro y la eliminación de las proteínas contribuyen a los problemas cognitivos. Para comprender estas enfermedades, y tal vez incluso para poder intervenir de manera más selectiva, necesitamos saber exactamente qué es lo que falla cuando una proteína o su gen funciona incorrectamente o no funciona en absoluto".

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.