Nuevo descubrimiento de investigadores de la
UTA: El receptor IGF-1 tiene una función de suma importancia a la hora de
regular la transferencia de información dentro de los circuitos neuronales
Tel Aviv. En el campo de la neurociencia, han
sido un importante foco de estudio los mecanismos que sirven de base para la
estabilidad y la plasticidad de los circuitos neuronales del hipocampo, la
parte del cerebro responsable de la memoria espacial y de la memoria de los
hechos y eventos diarios Comprender de manera precisa cómo un cerebro «sano»
almacena información y la procesa resulta crucial para prevenir y revertir las
fallas en la memoria asociadas con el mal de Alzheimer, la forma más común de
demencia en la edad avanzada.
Es sabido que la hiperactividad del hipocampo
está asociada a condiciones que incrementan el riesgo de desarrollar el mal de
Alzheimer, lo que incluye ligeros daños cognitivos y amnésicos. Un nuevo
estudio de la UTA establece que el receptor 1 (IGF-1R) del factor de
crecimiento similar a la insulina, el regulador «maestro» del tiempo de vida,
cumple con una tarea vital en la regulación directa de la transferencia y
procesamiento de la información en los circuitos neuronales del hipocampo. La
investigación revela que el IGF-1R es un regulador diferencial de dos modos
diferentes de transmisión —la espontánea y la evocada— en los circuitos del
hipocampo. Los investigadores abrigan la esperanza de que estos hallazgos se
puedan emplear para señalar una nueva dirección en la terapia para tratar
pacientes en los estadios tempranos del mal de Alzheimer.
El estudio fue dirigido por la doctora Inna
Slutsky de la Escuela de Neurociencia «Sagol» y de la escuela de Medicina
«Sackler» —ambas pertenecientes a la UTA—, y fue conducido por la doctorando
Neta Gazit. Hace poco fue publicado en la revista Neuron. «Las personas que
corren el riesgo de contraer el mal de Alzheimer muestran hiperactividad en el
hipocampo, y nuestros resultados sugieren que la actividad del IGF-1R podría
contribuir de manera importante con esta anormalidad», concluye la doctora
Slutsky.
La resolución de una controversia
«Sabemos que la señalización del IGF-1R
controla el crecimiento, el desarrollo y el tiempo de vida, pero su función en
el mal de Alzheimer sigue siendo foco de controversias», agrega la doctora
Slutsky. «Para resolver esta polémica, tuvimos que comprender cómo funciona el
IGF-1R fisiológicamente en la transferencia y la plasticidad sinápticas.»
Habiéndose valido de rodajas y cultivos de
cerebros, los investigadores desarrollaron e integraron un enfoque que
caracteriza el sistema cerebral en diferentes escalas: desde el nivel de
interacciones de proteína hasta el nivel de sinapsis únicas, de conexiones
neuronales y de toda la red entera del hipocampo. El equipo buscó responder dos
importantes cuestiones: si los receptores IGF-1R permanecen activos en las sinapsis
y transducen la señalización en reposo, y cómo estos afectan la función
sináptica.
«Recurrimos a la transferencia de energía por
resonancia Förster (FRET) para estimar la activación del receptor en el nivel
de una única sinapsis», detalla la doctora Slutsky. «Comprobamos que los IGF-1R
permanecen completamente activos en condiciones de reposo, lo que modula la
liberación de transmisores de las sinapsis.»
Si bien se encontró que la aplicación aguda de
la hormona IGF-1R no es efectiva, la introducción de diversos bloqueadores de
IGF-1R produjeron robustos efectos duales: Por un lado, se inhibía la
liberación de un neurotransmisor que provocaba subidas —pulsos eléctricos en el
cerebro—, por el otro, se mejoraba la liberación espontánea de neurotransmisores.
¿Una prueba contra el mal de Alzheimer?
«Cuando modificamos el nivel de la expresión
IGF-1R, la transmisión y la plasticidad sinápticas se vieron alteradas en las
sinapsis del hipocampo, y un incremento en la expresión del IGF-1R provocó una
liberación aumentada de glutamato, lo que mejoró la actividad de las neuronas
del hipocampo», señala Gazit.
«Sugerimos que pequeños inhibidores del
IGF-1R, que en estas instancias se encuentran en desarrollo para combatir el
cáncer, se prueben para reducir la actividad cerebral anómala en los estadios
tempranos del mal de Alzheimer», afirma la doctora Slutsky.
Los investigadores piensan estudiar cómo la
señalización del IGF-1R controla la estabilidad de los circuitos neuronales
durante un periodo de tiempo extendido.
La doctora Irena Vertkin, la doctora Ilana
Shapira, Edden Slomowitz, Maayan Sheiba y Yael Mor, del laboratorio de la
doctora Slutsky en la UTA, y Martin Helm y el profesor Silvio Rizzoli, de la
Universidad de Göttingen, Alemania, contribuyeron con esta investigación.
