Un nuevo estudio liderado por la Universidad de Barcelona (UB) confirma el rol decisivo de la proteína reelina en la modulación de los procesos patológicos asociados al alzhéimer y a otras taupatías: acumulación de placas de amiloide, distribución aberrante de tau fosforilada, déficits sinápticos o pérdidas de memoria. Asimismo, abre nuevas perspectivas para diseñar futuras dianas terapéuticas y fármacos en la lucha contra estas patologías.

La pérdida de reelina se ha asociado con un aumento en la fosforilación de la proteína tau, que se deposita en forma ovillos neurofibrilares, característicos del alzhéimer

El artículo tiene como primera firmante a la investigadora Daniela Rossi, y está dirigido por los expertos Eduardo Soriano y Lluís Pujadas, todos ellos miembros de la Facultad de Biología y el Instituto de Neurociencias (UBNeuro)

de la UB, el Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED)  y el Vall d’Hebron Instituto de Investigación (VHIR).

El alzhéimer es una patología neurodegenerativa caracterizada por la pérdida de conexiones entre neuronas y por la muerte neuronal. Se asocia principalmente a la formación de placas seniles (formadas por péptido β-amiloide, o Aβ) y la presencia de ovillos neurofibrilares (depósitos insolubles de proteína tau).

En el cerebro adulto, la pérdida de reelina se ha asociado con un aumento en la fosforilación de la proteína tau –asociada a los microtúbulos y expresada principalmente en neuronas–, que se acaba depositando en forma ovillos neurofibrilares, característicos del alzhéimer.

Así pues, los diferentes estadios de fosforilación y defosforilación de la proteína tau constituyen un factor determinante de la estabilidad del citoesqueleto celular y, en consecuencia, de la estabilidad sináptica y dendrítica. Eventualmente, la hiperfosforilación y la acumulación de tau provocan la muerte neuronal.

En este contexto, la capacidad de la proteína reelina para promover la plasticidad sináptica y reducir la fosforilación de tau se ha considerado un posible mecanismo para atenuar las consecuencias del proceso neurodegenerativo y proteger el cerebro del daño neuronal.

Nuevos efectos beneficiosos de la reelina

En trabajos anteriores, los expertos habían constatado la alteración de la proteína reelina en el alzhéimer y su papel en la fisiología del cerebro adulto y en las vías de señalización intracelular relacionadas con la supervivencia neuronal.

El alzhéimer es una patología neurodegenerativa que se caracteriza por la pérdida de conexiones entre neuronas y por la muerte neuronal

Así, habían descrito la función activa de la reelina en la recuperación de las capacidades cognitivas y en la reducción de fibras del péptido Aβ in vitro y de depósitos amiloides en el cerebro en modelos animales de alzhéimer.

El estudio publicado ahora en Progress in Neurobiology describe nuevos datos moleculares sobre la ruta de señalización de la reelina y revela cómo esta proteína es capaz de revertir las principales afectaciones patológicas que el alzhéimer produce en diferentes funciones en modelos animales afectados por taupatías. En concreto, los resultados revelan que la sobreexpresión de reelina es capaz de modular los niveles de fosforilación de la proteína tau en modelos in vivo.

En paralelo, los estudios in vitro confirman la capacidad de la reelina para modular la distribución anómala de neurofilamentos y de proteína tau en las dendritas, que se manifiesta en las primeras fases de estas neuropatologías. Finalmente, en el ámbito cognitivo y fisiológico, la sobreexpresión de reelina también supuso una mejora de los déficits que afectaban a un modelo animal de taupatía.

Esta nueva investigación en neurociencias ha dispuesto de la ayuda del Programa Retos Investigación (Biomedicina) del Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO) y de La Marató de TV3.

 febrero 02/2020 (SINC)

Los dos hemisferios cerebrales procesan información distinta y la conexión entre ambos es esencial para la realización de las funciones más complejas, como la verbalización de la información sensorial, la interpretación de un discurso dentro de su contexto o las relaciones sociales. Ambos hemisferios están conectados mediante el cuerpo calloso, una autovía de intercambio de información que se desarrolla durante la infancia y la adolescencia.

Hasta ahora se pensaba que este proceso consistía en consolidar las conexiones entre los dos hemisferios de las neuronas callosas que encontramos en el adulto, ya que se creía que son las únicas capaces de cruzar al hemisferio opuesto, mientras que el resto de neuronas no podrían explorar fuera del hemisferio en el que residen, explica la investigadora del CSIC Marta Nieto.

El grupo del Centro Nacional de Biotecnología, en colaboración con investigadoras del Instituto Cajal del CSIC y la Universidad de Tulane de Nueva Orleans , Estados Unidos, ha estudiado qué hace que una neurona de la corteza cerebral decida establecer conexiones a largo y corto alcance. Para ello, han analizado en ratones los circuitos interhemisféricos que procesan la información sensorial del exterior en un grupo de neuronas considerado hasta ahora como el paradigma de neurona local, la cual recibe la información sensorial a través del tálamo.

Una autovía de conexión entre neuronas

La investigación demuestra que los axones de estas neuronas sí exploran el hemisferio opuesto y tienen capacidad real de conectarse a través del cuerpo calloso, el cual solo utilizan si el estímulo sensorial local en el que reside la neurona desaparece.

Estos mecanismos facilitan un ensamblaje del cerebro mucho más a la carta de lo que se pensaba. Todo indica que el cerebro en desarrollo evita generar circuitos inútiles y favorece aquellos de mayor funcionalidad, como puede ser la expansión de las capacidades auditivas o táctiles en un individuo ciego de nacimiento, recalca Nieto.

Noelia Sofía de León, primera autora del trabajo, explica: Hasta ahora se creía que el modo de conexión de una neurona estaba predeterminado desde el nacimiento y, por tanto, los circuitos corticales estaban fuertemente predeterminados. Sin embargo, nuestro trabajo demuestra que, inicialmente, dicha distinción entre neuronas locales e interhemisféricas no existe y que las neuronas al nacer poseen una gran plasticidad.

El trabajo ayuda a profundizar en la diversidad de los procesamientos y respuestas cerebrales, en cómo se generan los circuitos corticales, y abre el camino a mejorar el tratamiento de síndromes como el espectro autista, caracterizado por la dificultad para procesar información social que proviene del lenguaje no verbal.

octubre 17/ 2019 (Dicyt)

«El insomnio no es una enfermedad nocturna», subraya la líder del estudio, Rachel E. Salas, profesora asistente de Neurología en la Escuela de Medicina de la Universidad Johns Hopkins. «Es una condición del cerebro durante las 24 horas como un interruptor de luz que siempre está encendido. Nuestra investigación añade información acerca de las diferencias en el cerebro asociados con él», añade.

Salas y su equipo vieron que la corteza motora en los pacientes con insomnio crónico se adapta más a los cambios, es más plástica, que en un grupo de personas que duermen bien. También hallaron más «excitabilidad» entre las neuronas en la misma región del cerebro entre las personas con insomnio crónico, añadiendo evidencia a la idea de que los insomnes están en un mayor y constante estado de procesamiento de información que puede interferir con el sueño.

Los investigadores esperan que su estudio abra la puerta a un mejor diagnóstico y tratamiento del trastorno del sueño más común y a menudo intratable que afecta a un estimado del 15 por ciento de la población de Estados Unidos.

Para realizar el estudio, Salas y sus colegas del Departamento de Psiquiatría y Ciencias del Comportamiento y el Departamento de Medicina Física y Rehabilitación usaron estimulación magnética transcraneal (TMS, por sus siglas en inglés), entregando sin dolor y de manera no invasiva corrientes electromagnéticas a lugares precisos en el cerebro e interrumpiendo temporalmente y de forma segura la función del área de orientación.

La TMS está aprobado por la agencia norteamericana del medicamento (FDA, en sus siglas en inglés) para el tratamiento de algunos pacientes con depresión mediante la estimulación de las células nerviosas en la región del cerebro involucrada en el control del estado de ánimo. El estudio incluyó a 28 participantes adultos, 18 de los cuales sufrían de insomnio durante un año o más y 10 que dormían bien. Se equipó a cada participante con electrodos en su pulgar dominante, así como un acelerómetro para medir la velocidad y dirección del pulgar.

Luego, los investigadores dieron a cada sujeto 65 pulsos eléctricos utilizando TMS, estimulando las áreas de la corteza motora y vigilando los movimientos involuntarios del pulgar vinculados a la estimulación. Posteriormente, los científicos entrenaron a cada participante durante 30 minutos y le enseñaron a mover su dedo pulgar en la dirección opuesta del movimiento involuntario original, introduciendo entonces pulsos eléctricos una vez más.

La idea era medir el grado en que los cerebros de los participantes pueden aprender a mover sus pulgares contra su voluntad en la dirección recientemente formado. Cuanto más fuera capaz el pulgar de moverse en la nueva dirección, sería más probable que sus cortezas motoras pudieran ser identificadas como más plásticas.

Como la falta de sueño en la noche se ha relacionado con la disminución de la memoria y la concentración durante el día, Salas y sus colegas sospecharon que los cerebros de los que dormían bien podrían ser formados más fácilmente, pero los resultados mostraron lo contrario. Los investigadores encontraron mucha más plasticidad en el cerebro de las personas con insomnio crónico.

Salas dice que los orígenes de una mayor plasticidad en los insomnes no están claros y no se sabe si el aumento es la causa del insomnio. También se desconoce si este incremento de la plasticidad es beneficioso, la fuente del problema o parte de un mecanismo de compensación para hacer frente a las consecuencias de la privación del sueño asociadas con el insomnio crónico .

Los pacientes con dolor fantasma crónico después de la amputación de miembros y con distonía, un trastorno neurológico del movimiento en el que sufren contracciones del músculo que causan torceduras y movimientos repetitivos, también tienen aumentada la plasticidad del cerebro en la corteza motora, pero con un efecto perjudicial.

Salas cree que es posible que la desregulación de la excitación que se describe en el insomnio crónico podría estar vinculada a una elevación de la plasticidad de algún modo. El diagnóstico del insomnio se basa únicamente en lo que el paciente informa al médico, pero no existe una prueba objetiva, además de que no hay un solo tratamiento que funcione para todas las personas con insomnio.

Esta investigadora subraya que este estudio muestra que la EMT puede ser capaz de desempeñar un papel en el diagnóstico de insomnio y lo más importante, a su juicio, es que podría llegar a ser un tratamiento para el insomnio, quizás al reducir la excitabilidad.
marzo1/2014 (EP)

Tomado del boletín de selección temática de Prensa Latina: Copyright 2013 “Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.”

Salas RE, Galea JM, Gamaldo AA, Gamaldo CE, Allen RP, Smith MT.Increased use-dependent plasticity in chronic insomnia.Sleep ;37(3):535-44.2014 Mar 1

Un estudio en Revista de Neurología ha revisado las propiedades espaciales de la corteza auditiva y su participación en fenómenos de plasticidad basados en la adaptación a nuevas claves de localización en hurones adultos entrenados con condicionamiento positivo. La lesión e inactivación de las diferentes áreas corticales ha puesto de manifiesto no sólo su participación en la localización del sonido, sino también la compleja interacción entre la corteza cerebral y el mesencéfalo, responsables, respectivamente, de los aspectos voluntarios y reflejos del comportamiento de localización. Todas las áreas auditivas corticales participan en los procesos de adaptación ante nuevos valores en las claves de localización espacial que se producen ante la oclusión temporal de un oído.

Además, la eliminación selectiva de la proyección descendente desde la corteza al colículo inferior ha revelado la importancia del control cortical sobre la información ascendente para su reinterpretación, necesaria para la adaptación a diferentes condiciones ambientales.
julio 30/2012 (Neurología.com)

Rodríguez-Nodal F, Bajo-Lorenzana VM.La corteza auditiva en el procesamiento de la información espacial. Rev Neurol 2012;55:91-100. PMID: 22760769. Revisión en Neurociencia;  16/07/2012