Un estudio coordinado por investigadores de la Universidad de Castilla-La Mancha (UCLM) ha desvelado uno de los mecanismos que obstaculiza la formación de nuevas memorias en ratones utilizados como modelo de enfermedad de Alzheimer: la proteína tóxica péptido beta-amiloide altera los procesos de plasticidad sináptica, debilitando el diálogo entre las neuronas del hipocampo, cuando debería fortalecerse para la formación de una nueva memoria. Igualmente, el trabajo ha demostrado que con el restablecimiento del equilibrio en la transmisión neuronal del hipocampo los roedores conseguían mejores resultados en diferentes pruebas de memoria dependientes de esa estructura cerebral.
Investigadores de la Universidad de Castilla-La Mancha (UCLM) han descubierto uno de los mecanismos que obstaculizan la formación de nuevas memorias en ratones utilizados como modelo de enfermedad de Alzheimer. Por primera vez, los investigadores han descrito cómo el péptido β-amiloide, uno de los tóxicos fundamentales causantes de la enfermedad de Alzheimer, altera el equilibrio entre los sistemas de neurotransmisión en el hipocampo, una estructura cerebral fundamental para el aprendizaje y la memoria, lo que provoca un proceso de depresión a largo plazo (LTD) que lleva a que se debilite la comunicación entre las neuronas en lugar de generarse un proceso de potenciación a largo plazo (LTP) que fortaleciera la transmisión entre las neuronas hipocampales y permitiese la formación de una nueva memoria.
El estudio, fruto del trabajo de varias tesis doctorales y la colaboración con investigadores de las universidades de Salamanca y Europea de Madrid, ha sido coordinado por los investigadores responsables del Laboratorio de Neurofisiología y Comportamiento de la Facultad de Medicina de la Universidad de Castilla-La Mancha en el Campus de Ciudad Real, Lydia Jiménez y Juan de Dios Navarro, y ha sido publicado en la revista Journal of Neurochemistry ( https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/jnc.14946 )
Los investigadores explican que en la formación de nuevas memorias tiene un papel fundamental el hipocampo, una de las primeras estructuras cerebrales afectadas en la enfermedad de Alzheimer, y que es necesaria para la producción de fenómenos de plasticidad sináptica, que “no son más que cambios en la intensidad de la comunicación entre las neuronas”. Estudios previos han demostrado que en las etapas más tempranas de Alzheimer las neuronas hipocampales dejan de hablar correctamente entre sí por la presencia de una proteína tóxica llamada péptido beta-amiloide. Su presencia conduce a un aumento en la excitabilidad neuronal y, si bien en estados iniciales de la enfermedad las neuronas son capaces de compensar esos cambios sutiles, cuando la presencia del tóxico se cronifica los sistemas de compensación fisiológicos fallan y aparecen los déficits cognitivos.
Ahora, en el nuevo estudio llevado a cabo por los investigadores de la UCLM en ratones de experimentación se demuestra que el péptido β-amiloide altera la plasticidad sináptica debilitando el diálogo entre las neuronas, cuando debería fortalecerse. Esa alteración, aseguran los investigadores, explica la incapacidad para formar nuevas memorias en los modelos usados para estudiar la enfermedad de Alzheimer.
Además, en su trabajo los investigadores han demostrado que con el restablecimiento del equilibrio en la transmisión neuronal en el hipocampo, los roedores conseguían mejores resultados en diferentes pruebas de memoria dependientes de esa estructura cerebral. En este sentido, explican los investigadores, “el trabajo también muestra que la activación de unas proteínas de membrana, los canales GirK, capaces de frenar la hiperexcitación neuronal, consigue normalizar el umbral para la inducción de LTP y los animales son, por tanto, capaces de recuperar la memoria en tareas de aprendizaje dependientes del hipocampo”.
El Laboratorio de Neurofisiología y Comportamiento de la Facultad de Medicina de la UCLM en el Campus de Ciudad Real lleva más de una década estudiando las bases moleculares y celulares de procesos de plasticidad sináptica en el sistema nervioso central y sus alteraciones en enfermedades neurodegenerativas.
El trabajo realizado ha contado con financiación del Plan Estatal de Investigación y en él han participado dos estudiantes de doctorado becados por el Plan Propio de Investigación de la UCLM. Los tres primeros coautores del artículo, Irene Sánchez, Souhail Djebari y Sara Temprano, son doctores formados en la Universidad regional.
