El interruptor molecular aumenta la probabilidad de esquizofrenia y trastornos del estado de ánimo

En una nueva investigación se ha identificado un interruptor molecular que controla el comportamiento de una proteína que, cuando se modifica, aumenta la vulnerabilidad a la esquizofrenia y los trastornos del estado de ánimo. Los hallazgos hacen posible la creación de biomarcadores que pueden ayudar a diagnosticar enfermedades mentales y realizar un seguimiento del tratamiento.

La nueva investigación, dirigida por Akira Sawa, MD, Ph.D., profesor de psiquiatría y ciencias del comportamiento en Johns Hopkins, parece responder por qué el gen Disrupted In Schizophrenia (DISC1) y su producto proteico tienen tantos roles distintos en el desarrollo y funcionamiento del cerebro.

El equipo de investigación descubrió una variación de proteína específica que gobierna las dos funciones más importantes de DISC1: la regulación del desarrollo de nuevas neuronas en la corteza cerebral (parte pensante del cerebro) y la migración programada de estas neuronas, vital para la formación de la arquitectura del cerebro.

Si el interruptor tiene problemas, si deja entrar demasiadas neuronas nuevas o no hay suficiente migración, por ejemplo, es posible que el cerebro no se desarrolle correctamente, dejándolo preparado para el desarrollo de una enfermedad mental.

Según Sawa, el cambio parece alterar la función de DISC1 de su papel en la construcción de nuevas neuronas a su papel en la migración de neuronas. Esto sucede cuando la proteína cambia a través de un proceso bioquímico llamado fosforilación, o unión de un fosfato a la proteína, dice.

"Parece que una sola modificación de proteína específica es un determinante clave que explica las dos funciones más importantes de esta molécula", dijo Sawa.

La investigación es significativa porque, dijo Sawa, encontrar una manera de detectar y rastrear este cambio molecular puede ayudar con el diagnóstico, que actualmente se basa en el comportamiento del paciente.

Para encontrar el interruptor, los investigadores observaron muestras de tejido mediante espectrometría de masas. Usando un anticuerpo generado, descubrieron que algunas de las proteínas habían cambiado y otras no.

Se descubrió que se requería el DISC1 sin modificar, y no la forma modificada, para regular nuevas neuronas. Lo contrario fue cierto para la migración de células neurales: la versión modificada de DISC1 unida a otras proteínas estaba involucrada en el movimiento celular, pero no la versión sin modificar.

El equipo confirmó sus hallazgos utilizando un anticuerpo capaz de encontrar esta modificación proteica en ratones. El anticuerpo se utilizó en los cerebros de ratones fetales en el día embrionario 14, cuando se generan neuronas. Luego, los investigadores encontraron que DISC1 sin modificar era la forma predominante de la proteína. El día 18, cuando las neuronas del cerebro del ratón suelen migrar, el equipo encontró DISC1 principalmente modificado. Por lo tanto, los investigadores concluyen que la modificación actúa como un interruptor para determinar si DISC1 está involucrado en la neurogénesis o la migración celular.

Los modelos de ratón de esquizofrenia imitan de cerca ciertos procesos biológicos clave de la esquizofrenia humana, dijo Sawa. Su equipo ya ha desarrollado una versión del anticuerpo que se puede utilizar para probar la presencia de la proteína en el tejido cerebral humano.

Los hallazgos se publican en línea en la revista. Naturaleza.

Fuente: Johns Hopkins Medicine