Un estudio sobre ratones de Harvard puede ayudar a explicar el rompecabezas de Parkinson
Los expertos dicen que sus hallazgos podrían conducir a una mejor comprensión de muchos trastornos cerebrales, desde la adicción a las drogas hasta la depresión.
Los investigadores utilizaron modelos de ratones para estudiar las neuronas de dopamina en el cuerpo estriado, una región del cerebro involucrada tanto en el movimiento como en el aprendizaje.
En las personas, estas neuronas liberan dopamina, un neurotransmisor que nos permite realizar tareas como caminar, hablar e incluso escribir en un teclado.
Cuando una persona tiene Parkinson, las células de dopamina mueren y se pierde la capacidad de iniciar fácilmente el movimiento. Los fármacos actuales para el Parkinson son precursores de la dopamina que luego las células del cerebro convierten en dopamina.
Por otro lado, la hiperactividad de la dopamina se asocia con comportamientos de búsqueda de drogas, ya que la heroína, la cocaína y las anfetaminas aceleran o imitan las neuronas de dopamina, lo que en última instancia refuerza la recompensa aprendida de consumir drogas. Condiciones como el trastorno obsesivo compulsivo, el síndrome de Tourette e incluso la esquizofrenia también pueden estar relacionadas con la mala regulación de la dopamina.
En un número actual de Naturaleza, Bernardo Sabatini y los coautores Nicolas Tritsch y Jun Ding informan que las neuronas de dopamina del mesencéfalo liberan no solo dopamina, sino también otro neurotransmisor llamado GABA, que reduce la actividad neuronal.
Esta presencia insospechada de GABA podría explicar por qué restaurar solo la dopamina podría causar que las mejoras iniciales en los pacientes de Parkinson eventualmente disminuyan, dicen los investigadores. Y si el GABA es producido por las mismas células que producen otros neurotransmisores, como la serotonina ligada a la depresión, los tratamientos de enfoque único similares podrían tener menos éxito por la misma razón.
"Si lo que encontramos en el ratón se aplica al ser humano, entonces la dopamina es sólo la mitad de la historia", dijo Sabatini.
La sorprendente historia de GABA comenzó en el laboratorio de Sabatini con una serie de experimentos diseñados para ver qué sucede cuando las células liberan dopamina.
Los científicos utilizaron la optogenética, una técnica poderosa que se basa en la manipulación genética para sensibilizar selectivamente las células a la luz. En platos de laboratorio, los investigadores probaron tejido cerebral de ratones diseñados para mostrar actividad en las neuronas de dopamina.
Por lo general, en tales experimentos, otros neurotransmisores se bloquearían para resaltar la dopamina, pero Tritsch, un becario postdoctoral en el laboratorio Sabatini, decidió en cambio mantener la célula en un estado lo más natural posible.
Cuando Tritsch activó las neuronas de dopamina y examinó sus efectos sobre las neuronas estriatales, naturalmente esperaba observar los efectos de la liberación de dopamina.
En cambio, vio una rápida inhibición de las neuronas estriatales, dejando en claro que otro neurotransmisor, que resultó ser el GABA de acción rápida, estaba funcionando.
Esto fue tan inusual que el equipo lanzó una serie de experimentos que confirmaron que GABA estaba siendo liberado directamente por estas neuronas de dopamina.
Luego, los investigadores probaron otros transportadores, enfocándose en una proteína que transporta la dopamina y una variedad de otros neurotransmisores. Por razones que aún no comprenden, esta proteína, el transportador vesicular de monoaminas, también transporta GABA.
“Lo que hace que esto sea importante ahora es que cada manipulación que se ha dirigido a la dopamina dirigiéndose al transportador de monoamina vesicular también ha alterado el GABA. Y nadie le ha prestado atención ”, dijo Sabatini.
“Todos los modelos parkinsonianos que tenemos en los que hemos perdido dopamina también han perdido GABA. Así que realmente tenemos que volver ahora y pensar: ¿Cuáles de estos efectos se deben a la pérdida de GABA y cuáles a la pérdida de dopamina? "
Anatol Kreitzer, investigador asistente del Instituto Gladstone de Enfermedades Neurológicas en San Francisco, que no participó en la investigación, calificó los hallazgos como notables.
"Fue totalmente inesperado", dijo Kreitzer, quien también es profesor asistente de fisiología y neurología en la Universidad de California en San Francisco.
“A nivel molecular, nadie esperaba realmente que las neuronas de dopamina liberaran cantidades significativas de GABA. A nivel funcional, es sorprendente que este importante modulador de la plasticidad en el cerebro, que es tan crítico para el Parkinson, para el aprendizaje y las recompensas, y para otras enfermedades psiquiátricas, también pueda liberar GABA. Eso plantea una pregunta sobre qué papel tiene GABA ".
GABA puede cambiar muy rápidamente el estado eléctrico de las células, inhibiendo su actividad haciéndolas menos excitables. Sabatini se pregunta si la pérdida de GABA en las neuronas de dopamina podría explicar por qué a veces se observa hiperactividad después de la pérdida crónica de estas neuronas.
El próximo desafío será explorar si otras neuronas que expresan el transportador de monoamina vesicular también liberan GABA además de neurotransmisores como la serotonina y la noradrenalina.
Los investigadores dicen que el hallazgo demuestra nuestro conocimiento todavía infantil de la fisiología cerebral.
“Estos hallazgos resaltan lo poco que sabemos realmente sobre las características más básicas de la identidad celular en el cerebro”, dijo Sabatini.
Tritsch dijo que lo que comenzó como un proyecto sencillo para comprender la dopamina cambió rápidamente de dirección, con muchos comienzos y paradas en el camino hacia nuevos descubrimientos emocionantes.
“Puede ser agradable proponer una hipótesis, probarla, verificarla y hacer que todo encaje en su lugar”, dijo. "Pero la biología rara vez funciona de esa manera".
Fuente: Universidad de Harvard
