Después de detectar una
amenaza, nuestro centro cerebral encargado de responder a ella se pone a toda
marcha, desencadenando una cadena de reacciones bioquímicas que conducen a la
liberación de cortisol, una de las principales hormonas relacionadas al estrés,
por las glándulas suprarrenales. El Dr. Gil Levkowitz y su equipo del
Departamento de Biología Celular Molecular del instituto Weizmann, han revelado
un nuevo tipo de interruptor en el cerebro que regula la producción de una las
principales señales bioquímicas del cerebro que a su vez estimula la liberación
de cortisol en el cuerpo.
Este hallazgo, que fue
publicado recientemente en la revista Neuron, puede ser relevante para la
investigación de un número de desordenes neurológicos relacionados con el
estrés.
Esta señal es la hormona
liberadora de hormona adrenocorticotropa (CRH por sus siglas en inglés). La CRH
se fabrica y almacena en neuronas especiales del hipotálamo. Dentro de esta
pequeña región cerebral se detectan las amenazas, la información es procesada y
las órdenes para entrar en el modo de respuesta al estrés son enviadas. Tan
pronto como las neuronas que contienen CRH han agotado su suministro de la
hormona, ellas reciben la orden para producir más.
La investigación – en el
pez cebra – se llevó a cabo en el laboratorio de Levkowitz y fue liderada por
la Dra. Liat Amir-Zilberstein, junto con los Dres. Janna Blechman, Adriana
Reuven, y Natalia Borodovsky, y Maayan Tahor. El equipo encontró que una
proteína llamada Otp está involucrada en varias etapas de la producción de la
CRH. Además de directamente activar los genes que codifican la CRH, también regula
la producción de dos receptores diferentes en la superficie de las neuronas que
reciben y relevan las señales de producción de la CRH – en términos prácticos,
son interruptores de prendido y apagado.
El equipo halló que ambos
receptores están codificados en un solo gen. Para obtener dos receptores por el
precio de uno, la Otp regula un proceso de edición genética conocido como
empalme alternativo, en el que algunos de los elementos de la secuencia
codificada en un gen pueden ser “cortados y pegados” para hacer “enunciados”
ligeramente diferentes. En este caso, se generan dos variantes de un receptor
llamado PAC1: la versión corta produce el receptor de prendido; la versión
larga, que contiene una secuencia extra, codifica el receptor de apagado. Los investigadores
encontraron que a medida que la amenaza pasa y el suministro de la CRH es
reabastecido, la relación entre los dos tipos de receptores PAC1 en la
superficie de las neuronas, cambia gradualmente y pasar de ser en su mayoría de
encendido a ser principalmente de apagado. En colaboración con los Dres. Laure
Bally-Cuif y William Norton, del Instituto de Neurobiología Alfred Fessard en
el Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) de Francia, los
investigadores demostraron que el bloqueo de la producción de la variante larga
del receptor provoca un comportamiento similar a la ansiedad en el pez cebra.
Junto con los Dres. Alon
Chen y Yehezkel Sztainberg del Departamento de Neurobiología, el equipo de
Levkowitz encontró en ratones el mismo interruptor producido a través del
empalmado alternativamente. El hecho de que el mecanismo sea el mismo a lo
largo de la evolución de peces y ratones, implica que un medio similar de
regulación de la producción de la CRH existe en el cerebro humano.
Mecanismos defectuosos de
control podrían jugar un papel en una serie de trastornos relacionados con el
estrés. La acción del receptor PAC1 ha sido recientemente relacionada con
trastornos de estrés post-traumático, así como con esquizofrenia y depresión. Fallos
en el empalme alternativo también se han asociado con la epilepsia, retraso
mental, trastorno bipolar y el autismo.
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