Descubren las bases de una nueva señalización en la sinapsis neuronal
Un grupo de investigadores del Instituto de Neurociencias, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández, ha desarrollado un estudio para identificar qué proteínas interactúan con los receptores sinápticos. El trabajo, que explica las características de la transmisión de información entre las neuronas, aparece publicado en el último número de la revista Journal of Neuroscience.
La transmisión de información entre las neuronas ocurre en la sinapsis, que es una conexión o enlace intercelular repleto de receptores que pueden ser activados por neurotransmisores químicos como, por ejemplo, el glutamato. Un receptor del glutamato es el llamado kainato que forma un canal iónico cuya activación, cuando el glutamato es liberado, excita las neuronas. Los receptores de kainato pertenecen a la familia inotrópica, que forma canales de ionésicos, pero al contrario que otros receptores de la familia inotrópica los receptores de kainato pueden activar una vía alternativa que inhibe los canales de calcio, disminuye la liberación de neurotransmisores cerebrales y bloquea la repolarización de la membrana, ocasionando también así la excitación neuronal. El profesor de investigación del CSIC
El profesor de investigación del CSIC Juan Lerma explica que “esta peculiaridad de los receptores de kainato constituye una vía alternativa, no canónica, de excitación neuronal que nuestro grupo de investigación describió hace unos años. Nos dimos cuenta de que algunas de las actividades de los receptores de kainato producían la activación de otras proteínas como la Fosfolipasa C, y se podían prevenir con la toxina pertúsica, lo que indicaba que la acción de los receptores de kainato estaba mediada por la activación de proteínas G, que son proteínas transductores de señales”.
“Aquella investigación abrió nuevas perspectivas sobre la concepción clásica de la señalización de los receptores de kainato, pero dejó abierta una incógnita: ¿cómo se activa y qué elementos están involucrados?” añade el investigador del CSIC Sergio Valbuena. Para contestarla, los investigadores del Instituto de Neurociencias han llevado a cabo un estudio proteómico de extractos de cerebro de ratón lo que les ha permitido identificar las proteínas que interactúan con la porción intracelular de una de las subunidades del receptor de kainato, la GluK1. Así han identificado hasta 22 proteínas que interactúan específicamente con este receptor, entre las cuales se encuentra la subunidad alfa de la proteína Go. Con una serie de experimentos adicionales, estos investigadores han demostrado que la proteína Go se activa tras la estimulación de este receptor y, usando ratones modificados genéticamente, han evidenciado que esta activación depende exclusivamente de la presencia de la subunidad GluK1 del receptor de kainato.
“Ésta señalización no canónica de los receptores de kainato está implicada en la alteración del equilibrio existente entre la excitación y la inhibición en el sistema nervioso, del cual depende el correcto funcionamiento cerebral”, aclara la investigadora del CSIC Isabel Aller. “Nuestro trabajo ha proporcionado las claves para el desarrollo de fármacos capaces de discriminar entre ambos sistemas de señalización, lo que mejoraría nuestra capacidad de modular la actividad cerebral de una manera fina. En el futuro podríamos incluso diseñar pequeños péptidos que interrumpan el acoplamiento entre el receptor de kainato y la proteína G para así controlar su acción bloqueadora de la inhibición sináptica o, por ejemplo, controlar la repolarización neuronal que, en ocasiones, puede ser causa de hiperexcitabilidad y desarrollar epilepsia”, concluye Lerma.
