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Investigadores del laboratorio Jackson dirigidos por el Profesor Asociado Zhong-wei Zhang, Ph.D., han proporcionado evidencia directa de que un receptor de un neurotransmisor específico es vital para el proceso de reducción de las sinapsis en el cerebro de los mamíferos recién nacidos.
La reducción defectuosa en esta etapa temprana de desarrollo está involucrada en los trastornos del espectro del autismo y la esquizofrenia. La prueba definitiva del receptor de la N-metil-D-aspartato (NMDAR) en la reducción, ha eludido a los investigadores hasta ahora, pero en una investigación publicada en Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) el laboratorio de Zhang tuvo una ayuda afortunada en la forma de un modelo de ratón que contienen células del cerebro que carecen de NMDAR junto con células que contienen el receptor.
Poco después del nacimiento, el cerebro de los mamíferos experimenta un desarrollo significativo y cambia. Inicialmente, un gran número de sinapsis se forman entre las neuronas. Entonces, en respuesta a los estímulos, las conexiones sinápticas son refinadas, algunas sinapsis se fortalecen y otras son eliminadas o reducidas.
En la mayoría de las sinapsis, el glutamato actúa como neurotransmisor, y el NMDAR, un tipo importante de receptor del glutamato post-sináptico, ya era reconocido por jugar un papel importante en el desarrollo de circuitos neuronales. Investigaciones anteriores han reconocido la importancia de los NMDARs en la reducción de sinapsis, pero no quedó claro si jugaron un papel directo o indirecto.
Zhang y sus colegas se centraron en el tálamo, una región del cerebro donde se puede monitorear y cuantificar la reducción y el fortalecimiento de sinapsis con relativa facilidad. Ellos recibieron una ayuda inesperada cuando se dieron cuenta que el modelo de ratón que estaban usando tenían células del tálamo carente de NMDARs justo al lado de las células con niveles normales de NMDAR.
Los investigadores demostraron que el proceso de refinamiento se vio interrumpido en ausencia de NMDARs. Al mismo tiempo, las neuronas vecinas con los receptores continuaron con el fortalecimiento y la reducción sináptica normal, estableciendo de manera clara la necesidad de NMDARs en neuronas postsinápticas para el refinamiento sináptico.
«Cada vez que doy una charla o me reúno con colegas¨, dice Zhang, «la primera pregunta que surge es si el receptor de NMDA es importante. Es bueno que esto esté resuelto definitivamente.»
Ha habido una extensa investigación en el reforzamiento sináptico, y la mayoría de estos estudios indican que la presencia de NMDAR puede apoyar el reclutamiento de un mayor número de otro tipo de receptor del glutamato para reforzar las conexiones sinápticas. Cómo los NMDARs regulan el proceso de reducción sigue siendo en gran parte desconocido.
enero 11/2013 (Eurekalert)
Zhang ZW, Peterson M, Liu H. Essential role of postsynaptic NMDA receptors in developmental refinement of excitatory synapses. Proc Natl Acad Sci U S A. 2012 Dec 31.
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