Científicos abren la "compuerta" de la proteína básica para el aprendizaje y la memoria

Un equipo de investigadores ha logrado observar en una escala atómica la "compuerta" de una proteína que es esencial para el aprendizaje y la memoria, un descubrimiento que podría servir para diseñar fármacos contra la esquizofrenia, el ictus y otras enfermedades neurológicas.

Lo han logrado investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO), el Institut de Recerca Biomèdica (IRB Barcelona), el Centro de Investigación Biomédica en Red de Enfermedades Raras (Ciberer) y la Universidad de Barcelona y los resultados se han publicado en la revista Nature Communications.

El CNIO ha señalado en una nota difundida hoy que todo el comportamiento humano -aprender de una experiencia, recordar una anécdota o modificar una actitud- es el resultado del intercambio de compuestos químicos entre neuronas, los llamados neurotransmisores.

Y que desentrañar qué ocurre exactamente a escala molecular cuando las neuronas se comunican entre sí, en un proceso llamado "sinapsis", es indispensable para entender el cerebro humano en general, y en particular para contribuir a solucionar problemas de salud mental.

Los investigadores han conseguido observar y describir la estructura de una proteína (la Asc-1) presente en la membrana de las neuronas, una proteína que actúa como una "compuerta" que se abre y se cierra y que actúa como transportador específico para determinados aminoácidos claves para el aprendizaje y la memoria.

La actividad de esa proteína, ha recordado el CNIO, se ha relacionado con distintos tipos de enfermedad mental, y conocer su forma tridimensional permitirá el desarrollo de nuevos fármacos para estas patologías.

El científico Óscar Llorca, del CNIO, ha explicado que modular la actividad de esa proteína puede ser una estrategia terapéutica en afecciones como el ictus y la esquizofrenia, y ha precisado que la determinación de su estructura a resolución atómica es importante "porque puede ayudar en la búsqueda de compuestos que modifiquen su actividad”.

La colaboración entre los diferentes centros de investigación ha sido clave para desentrañar los misterios de esta proteína y ha ofrecido a los investigadores una visión sin precedentes de su estructura y funcionamiento.

"Este descubrimiento no solo arroja luz sobre la compleja maquinaria celular subyacente a procesos cognitivos fundamentales, sino que también nos acerca al desarrollo de intervenciones terapéuticas más precisas para una gama de trastornos neurológicos", ha señalado Manuel Palacín, jefe del laboratorio de Transportadores de Aminoácidos y Enfermedad del IRB Barcelona y catedrático del Departamento de Bioquímica y Biomedicina Molecular de la Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona.

Además de Óscar Llorca y Manuel Palacín, son coautores de este trabajo Ekaitz Errasti-Murugarren, de la Universidad de Barcelona y del Ciberer, y los primeros firmantes son Josep Rullo-Tubau (IRB Barcelona) y María Martínez Molledo (CNIO), han informado hoy los centros de investigación, que han destacado que la mayor parte de la financiación ha procedido de la Fundación La Caixa y del Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.

Todas las células del organismo tienen en su membrana "compuertas" para intercambiar sustancias con el medio exterior: proteínas que están continuamente abriéndose y cerrándose según las necesidades de la célula.

Esta proteína (Asc-1) está principalmente en las neuronas del hipocampo y la corteza cerebral, en el cerebro, y se especializa en introducir o sacar de la neurona dos aminoácidos fundamentales para las conexiones neuronales (las sinapsis) implicadas en el aprendizaje, la memoria y la plasticidad cerebral –la capacidad que tiene el sistema nervioso de modificar sus circuitos en respuesta a nuevos entornos–.

Las fluctuaciones en el suministro de esos aminoácidos se han asociado a la esquizofrenia, a los infartos cerebrales, a la ELA y otras enfermedades neurológicas, según el CNIO, que ha observado que desde hace tiempo que se intenta, de momento sin éxito, diseñar fármacos que regulen la actividad de esa enfermedad para tratar estas enfermedades, por lo que conocer con detalle su estructura atómica puede aportar información clave para lograrlo.