Resuelto el enigma de las proteínas en el cerebro
Erin Schuman recibe el Premio Europeo de la Ciencia Körber, dotado con un millón de euros
La neurobióloga estadounidense Erin Schuman es una pionera de la neurobiología. Su trabajo ha revolucionado nuestra comprensión del funcionamiento de las células cerebrales individuales, las llamadas neuronas. Descubrió que las proteínas, componentes esenciales de las células, se producen localmente en las interfaces entre neuronas. El mecanismo recién descubierto por Schuman suministra las proteínas necesarias para la comunicación entre neuronas, el almacenamiento de recuerdos y el desarrollo general del cerebro. A partir de estos descubrimientos, Schuman planea utilizar los fondos del Premio Körber para investigar los cambios en las proteínas neuronales relacionados con las enfermedades, abriendo así el camino a nuevas opciones terapéuticas.
Las proteínas son las protagonistas de todas las células, incluidas las neuronas. Son las que permiten que miles de millones de neuronas se comuniquen entre sí, que se almacenen los recuerdos y que la estructura del cerebro se forme y se mantenga flexible.
Antes del descubrimiento de Schuman, seguía siendo un misterio cómo se producían y distribuían los millones de proteínas necesarias en los lugares adecuados de las neuronas. Las neuronas son células muy grandes y presentan procesos complicados que les permiten interconectarse con miles de otras neuronas en uniones especializadas llamadas sinapsis. Schuman determinó que las neuronas producen proteínas directamente en las sinapsis, y no sólo en el cuerpo celular, como se había supuesto durante mucho tiempo. El descubrimiento de este mecanismo es fundamental para comprender procesos clave del cerebro, como el aprendizaje y la formación de la memoria.
Las alteraciones en los niveles de proteínas cerebrales son una de las principales causas de trastornos cerebrales como la enfermedad de Huntington y el síndrome del cromosoma X frágil. "La investigación sobre este aspecto está aún en pañales, pero ya sabemos que los desequilibrios en la composición de las proteínas neuronales pueden provocar trastornos graves", afirma Schuman. En sus actuales proyectos de investigación, su objetivo es identificar cómo cambian las proteínas durante los trastornos cerebrales, abriendo potencialmente nuevas vías de tratamiento.
Una nueva perspectiva del cerebro
Durante muchos años, la hipótesis estándar en el campo de la investigación cerebral era que las proteínas se producían en los cuerpos celulares de las neuronas; así es precisamente como funciona la síntesis proteica en otros tipos de células. Pero en el cerebro, este mecanismo de síntesis de proteínas sería problemático: "Si las proteínas sólo se produjeran en el cuerpo celular y luego se transportaran a las sinapsis, la neurona tendría un importante problema de limpieza", explica Edvard Moser, Premio Nobel de Fisiología y Medicina y Presidente del Comité de Búsqueda del Premio Körber. Por ejemplo, cuando las sinapsis de una neurona determinada se modifican como consecuencia del aprendizaje, las proteínas tendrían que encontrar el camino exactamente a esas sinapsis evitando las miles de sinapsis restantes de la célula. "Con muchos miles de sinapsis por neurona y cientos de miles de proteínas generadas por minuto, la clasificación y el transporte necesarios serían a escala astronómica", afirma Moser. La síntesis de proteínas neuronales, y por tanto la base de procesos cerebrales como el aprendizaje y el recuerdo, seguía siendo un misterio.
El trabajo de Schuman fue esencial para resolver este enigma. En un estudio pionero, demostró que las sinapsis siguen produciendo proteínas aunque estén físicamente separadas de sus cuerpos celulares. Este hallazgo causó un gran revuelo, ya que implicaba que las proteínas necesarias no podían producirse en el cuerpo celular, sino que se producían localmente en las sinapsis, una clara contradicción con las explicaciones de los libros de texto. "Cuando compartí los datos por primera vez, más de un colega me llamó 'loco'", recuerda Schuman.
El descubrimiento de Schuman supuso una revolución en la investigación del cerebro. Y no se detuvo ahí: mientras que sus hallazgos anteriores se habían centrado en un número limitado de proteínas esenciales, ella y su equipo confirmaron posteriormente que, de hecho, en las sinapsis se producen localmente miles de proteínas diferentes.
Bases para nuevos tratamientos
En el futuro, el avance de Schuman en la investigación básica podría tener un valor médico decisivo. "Cada vez hay más pruebas de que muchas enfermedades del neurodesarrollo y neurodegenerativas son enfermedades de la sinapsis", afirma Schuman. Algunos ejemplos son el síndrome del cromosoma X frágil, la enfermedad de Huntington y el síndrome de Rett. Estas enfermedades están asociadas a una reducción o pérdida total del rendimiento cognitivo, problemas de aprendizaje y retraso en el desarrollo lingüístico. Con la financiación del Premio Körber, Schuman planea investigar los cambios sinápticos producidos por estas enfermedades. "Idealmente, este trabajo no sólo hará avanzar el estado de la investigación, sino que también sentará las bases de nuevos tratamientos a nivel molecular. Si tenemos éxito, el futuro puede deparar mejores opciones de tratamiento para los afectados por trastornos cerebrales."
La investigadora
Nacida en 1963, Erin Schuman es Directora del Instituto Max Planck de Investigación Cerebral de Fráncfort (Alemania) desde 2009. También es profesora cooptada en la Universidad Goethe de Fráncfort desde 2015 y profesora invitada en la Universidad Radboud de los Países Bajos desde 2021. Nacida y criada en San Gabriel, California, estudió psicología en la Universidad del Sur de California antes de completar su doctorado en neurociencia en la Universidad de Princeton. A continuación realizó un postdoctorado en la Universidad de Stanford y obtuvo su primer puesto en el Instituto de Tecnología de California, donde fue nombrada Profesora Adjunta en 1993 y Profesora Titular en 2004. En 1997 fue nombrada Investigadora del Instituto Médico Howard Hughes. Es miembro de la Academia Nacional Alemana de Ciencias, de la Leopoldina y de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos, así como Miembro Extranjero de la Royal Society del Reino Unido. En 2023 recibió el codiciado Premio del Cerebro, concedido por la Fundación Lundbeck de Dinamarca.
Además de investigar, Schuman, de sesenta y un años, trabaja para aumentar el porcentaje de mujeres en la ciencia y promover las oportunidades educativas en este campo para los jóvenes. Además, ha trabajado intensamente con sus colegas para aclarar la historia de su instituto bajo el nacionalsocialismo.
El Premio Körber
El Premio Europeo de la Ciencia Körber se entregará a Erin Schuman el 20 de septiembre de 2024 en el Gran Salón del Ayuntamiento de Hamburgo. Dotado con un millón de euros, el Premio Körber es uno de los galardones científicos más valiosos del mundo. El dinero se destinará a la investigación y la divulgación científica, y el diez por ciento podrá utilizarse para fines personales del galardonado. Desde 1985, la Körber-Stiftung concede el Premio Körber en reconocimiento de grandes avances en las ciencias físicas o de la vida en Europa. Hasta la fecha, ocho galardonados con el Premio Körber han recibido también el Premio Nobel.
La ceremonia de entrega formará parte de la primera Cumbre Científica de Hamburgo. Los días 19 y 20 de septiembre, la Cumbre, organizada por la Fundación Körber y el Ministerio de Ciencia de Hamburgo, reunirá a expertos y responsables de la ciencia, la política, la empresa y los grupos de reflexión. Este año se centrará en la soberanía tecnológica de Europa.
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.
Más noticias del departamento ciencias
Reciba la industria de las ciencias biológicas en su bandeja de entrada
No se pierda nada a partir de ahora: Nuestro boletín electrónico de biotecnología, productos farmacéuticos y ciencias de la vida le pone al día todos los martes y jueves. Las últimas noticias del sector, los productos más destacados y las innovaciones, de forma compacta y fácil de entender en su bandeja de entrada. Investigado por nosotros para que usted no tenga que hacerlo.
