Los investigadores han descubierto una vía por la que el cerebro controla una molécula esencial para la formación de memoria a largo plazo y se conecta con el trastorno bipolar y la esquizofrenia.
El descubrimiento fue realizado por un equipo de científicos dirigido por Alexei Morozov, profesor asistente en el Instituto Tecnológico de Virginia Carilion Research.
El mecanismo – una proteína llamada Rap1 – controla los canales de calcio de tipo L, que participan en la formación de recuerdos a largo plazo. Estudios anteriores también han relacionado las alteraciones en estos canales iónicos a ciertos trastornos psiquiátricos. El descubrimiento de la regulación de los canales por Rap1 podría ayudar a los científicos a comprender la génesis fisiológica del trastorno bipolar y la esquizofrenia.
“Las personas con mutaciones genéticas que afectan a los canales de calcio de tipo L tienen mayores tasas de trastorno bipolar y la esquizofrenia”, dijo Morozov. “Esto sugiere que puede haber una relación entre la activación de los canales de calcio de tipo L y estos trastornos psiquiátricos. La comprensión de cómo se controlan estos canales iónicos es el primer paso para la determinación de cómo su funcionamiento o mal funcionamiento afecta a la salud mental.”
Una sola neurona en el cerebro puede tener miles de sinapsis, cada una de las cuales pueden crecer, fortalecer, debilitar y cambiar estructuralmente en respuesta a aprender nueva información. Las señales eléctricas que viajan de una neurona a saltar a través de estas sinapsis a través de neurotransmisores químicos. La liberación de estas sustancias químicas es causado por el flujo de átomos cargados eléctricamente a través de un subconjunto particular de los canales iónicos conocidos como canales de calcio dependientes del voltaje.
Estudios anteriores han demostrado que el bloqueo de estos canales de iones inhibe la formación de memoria a largo plazo. Aunque se sabía que los canales de calcio de tipo L se activan en respuesta al aprendizaje, la forma en que se controlan era un misterio.
En el experimento, Morozov y sus colegas anularon el gen responsable de la codificación de la Rap1 enzima, que sospechaba que jugó un papel en la activación de los canales de calcio de tipo L. Los investigadores utilizaron técnicas de imagen en vivo para controlar la liberación de neurotransmisores y microscopía electrónica para visualizar los canales de tipo L en las sinapsis.
Descubrieron que, sin Rap1, los canales de calcio de tipo L fueron más activos y más abundante en las sinapsis todo el tiempo, el aumento de la liberación de neurotransmisores. Los resultados mostraron que Rap1 es responsable de los canales de calcio de tipo L supresión, lo que les permite activar sólo en los momentos adecuados, posiblemente durante la formación de memoria a largo plazo.
“Nuestro próximo paso es determinar si esta nueva vía de señalización está alterado en los casos de enfermedad mental”, dijo Morozov. “Si es así, podría ayudar a obtener una mejor comprensión de las bases moleculares de los trastornos psiquiátricos relacionados con el canal, como el trastorno bipolar y la esquizofrenia. Tal conocimiento podría recorrer un largo camino hacia el desarrollo de nuevos métodos terapéuticos.”
