Estudio con ratones descubre un fármaco para estimular la memoria
Los investigadores estaban investigando la forma en que las células responden al estrés biológico. La misma vía bioquímica sobre la que actúa la molécula podría algún día apuntar en humanos para mejorar la memoria, según Peter Walter, PhD, autor principal del estudio.
El descubrimiento de la molécula y los resultados de las posteriores pruebas de memoria en ratones se publicaron en eLife, una revista científica en línea de acceso abierto.
En una prueba de memoria, los ratones normales pudieron reubicar una plataforma sumergida aproximadamente tres veces más rápido después de recibir inyecciones del potente químico que los ratones que recibieron inyecciones simuladas.
Los ratones que recibieron la sustancia química también recordaron mejor las señales asociadas con estímulos desagradables, el tipo de condicionamiento del miedo que podría ayudar a un ratón a evitar ser presa.
La investigación parece indicar que algunos procesos contrarios a la intuición pueden estar involucrados en el desarrollo de la memoria.
En particular, los hallazgos sugieren que a pesar de lo que parecería ser la importancia de tener los mejores mecanismos bioquímicos para maximizar el poder de la memoria, la evolución no parece haberlos proporcionado, dijo Walter.
“Parece que el proceso de evolución no ha optimizado la consolidación de la memoria; de lo contrario, no creo que hubiéramos podido mejorarlo como lo hicimos en nuestro estudio con ratones normales y sanos ", dijo Walter.
La sustancia química que estimula la memoria fue seleccionada entre 100.000 sustancias químicas. Las sustancias se analizaron en busca de su potencial para perturbar una vía bioquímica protectora dentro de las células que se activa cuando las células no pueden seguir el ritmo de la necesidad de plegar las proteínas en sus formas de trabajo.
Sin embargo, la becaria postdoctoral de UCSF, Carmela Sidrauski, PhD, descubrió que la sustancia química actúa dentro de la célula más allá de la vía bioquímica que activa esta respuesta de proteína desplegada, para impactar más ampliamente lo que se conoce como la respuesta integrada al estrés.
En esta respuesta, varias vías bioquímicas convergen en un solo eje molecular, una proteína llamada eIF2 alfa.
Los científicos han sabido que, en organismos que varían en complejidad desde la levadura hasta los humanos, diferentes tipos de estrés celular: una acumulación de proteínas desplegadas, luz ultravioleta que daña el ADN, una escasez de los componentes básicos de los aminoácidos necesarios para producir proteínas, infecciones virales, hierro deficiencia: desencadenar diferentes enzimas para que actúen corriente abajo para apagar eIF2 alfa.
“Entre otras cosas, la inactivación de eIF2 alfa es un freno en la consolidación de la memoria”, dijo Walter, quizás una consecuencia evolutiva de una célula u organismo que se vuelve más capaz de adaptarse de otras formas.
La desactivación de eIF2 alfa reduce la producción de la mayoría de las proteínas, algunas de las cuales pueden ser necesarias para la formación de la memoria, dijo Walter. Pero la inactivación de eIF2 alfa también aumenta la producción de algunas proteínas clave que ayudan a las células a sobrellevar el estrés.
El coautor del estudio, Nahum Sonenberg, PhD, de la Universidad McGill, vinculó previamente la memoria y el eIF2 alfa en estudios genéticos de ratones, y su grupo de laboratorio también realizó las pruebas de memoria para el estudio actual.
La sustancia química identificada por los investigadores de UCSF se llama ISRIB, que significa inhibidor integrado de la respuesta al estrés. ISRIB contrarresta los efectos de la inactivación de eIF2 alfa dentro de las células, encontraron los investigadores.
"ISRIB muestra buenas propiedades farmacocinéticas [cómo se absorbe, distribuye y elimina un fármaco], atraviesa fácilmente la barrera hematoencefálica y no presenta toxicidad manifiesta en ratones, lo que lo hace muy útil para estudios en ratones", dijo Walter.
Estas propiedades también indican que ISRIB podría servir como un buen punto de partida para el desarrollo de fármacos en humanos, según Walter.
Walter dijo que está buscando científicos con quienes colaborar en nuevos estudios de cognición y memoria en modelos de ratones de enfermedades neurodegenerativas y envejecimiento, utilizando ISRIB o moléculas relacionadas.
Además, los productos químicos como ISRIB podrían desempeñar un papel en la lucha contra los cánceres, que aprovechan las respuestas al estrés para impulsar su propio crecimiento, dijo Walter.
En un nivel más básico, dijo Walter, él y otros científicos ahora pueden usar ISRIB para aprender más sobre el papel de la respuesta de la proteína desplegada y la respuesta integrada al estrés en la enfermedad y la fisiología normal.
Fuente: Universidad de San Francisco
