Un estudio liderado por el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha descubierto que los astrocitos, el tipo de célula no neuronal más numeroso del cerebro, son los responsables de debilitar las conexiones sinápticas en las neuronas del hipocampo, una región del cerebro implicada en procesos de memoria y flexibilidad cognitiva. Según sus hallazgos, publicados en la revista Nature Communications, ayudan a borrar los recuerdos no relevantes y a sustituirlos por nuevos acontecimientos. Todo un avance contra el alzhéimer, enfermedad para la que en la actualidad no existe cura.
Los investigadores explican que una de las propiedades más "singulares" del cerebro es su plasticidad. "Cuando recibimos nueva información que queremos retener, en forma de memoria, las neuronas que transmiten esta información refuerzan sus conexiones, llamadas sinapsis. Gracias a esta forma de plasticidad sináptica, somos capaces de aprender y memorizar", detallan. Sin embargo, las conexiones sinápticas también pueden debilitarse.
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— CSIC (@CSIC) 4 de julio de 2019
"Este proceso es necesario para borrar información que ya no es relevante y reemplazarla por nuevos acontecimientos o situaciones. Esta capacidad se conoce como flexibilidad cognitiva y, por ejemplo, es la razón por la que normalmente recordamos dónde dejamos el coche aparcado hoy, pero no dónde aparcamos ayer o la semana pasada. Sin esta forma de borrado selectivo, almacenaríamos multitud de memorias solapantes y contradictorias en el cerebro", comenta el investigador Jose A. Esteban, del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (centro mixto del CSIC y la Universidad Autónoma de Madrid).
Esta forma de borrado selectivo está agudizada en situaciones patológicas, como en la enfermedad de Alzheimer, y se relaciona con la pérdida de memoria. Por ello, entender los mecanismos del borrado y reescritura de memorias puede ser importante para desarrollar nuevas estrategias terapéuticas contra el alzhéimer.
Avanzadas técnicas experimentales
Para llevar a cabo este estudio, los investigadores han combinado avanzadas técnicas experimentales de electrofisiología, optogenética, microscopía y comportamiento animal. Los resultados de estos experimentos demuestran que para debilitar las sinapsis, las neuronas primero activan señales de calcio en los astrocitos. Esta activación hace que los astrocitos liberen glutamato, en un mecanismo mediado por la proteína quinasa p38a MAPK.
A continuación, según argumentan, este glutamato estimula de nuevo a las neuronas, lo que desencadena una cascada de eventos moleculares que conduce al debilitamiento de las conexiones sinápticas. Así, este estudio demuestra, mediante manipulaciones genéticas en ratones, que este mecanismo es importante para limitar la memoria. Durante los experimentos, cuando se eliminó el gen de la p38a MAPK exclusivamente en los astrocitos, y no en las neuronas, del hipocampo, se produjo un aumento en la retención de memoria a largo plazo en los ratones.
"Estos hallazgos representan un cambio conceptual del conocimiento que hasta ahora se tenía sobre los mecanismos que subyacen a esta forma de plasticidad sináptica. En este caso, el eje compuesto por neurona-astrocito-neurona define una secuencia obligatoria para el procesamiento de la información que conduce a la plasticidad sináptica. De esta forma se consolida la idea de que los astrocitos desempeñan un papel integral en el almacenamiento y la eliminación de información en el cerebro", concluye la investigadora del CISC Marta Navarrete, del Instituto Cajal.
