La vía de recompensa del cerebro causa sentimientos de felicidad, pero también está involucrada en trastornos de conducta como la esquizofrenia y la adicción. Un estudio innovador ahora ha identificado el papel de una proteína llamada Npas4 en la vía de recompensa, mediada por las conocidas proteínas MAPKy CBP, abriendo puertas a posibles terapias para trastornos asociados. Los ratones tratados con cocaína con Npas4 inactivado exhibieron una reducción considerable en el comportamiento de búsqueda de cocaína, enfatizando la relevancia de la proteína.
El cerebro humano consta de varias redes o "circuitos" intrincados. Uno de esos circuitos complejos, llamado " recompensa circuito, "está involucrado en el aprendizaje asociado a la recompensa, un proceso en el cual la actividad de las células nerviosas cambia en respuesta a un estímulo de" recompensa "algo que el cerebro percibe como una recompensa. Este proceso es lo que generalmente causa sentimientos de deseo ymotivación, pero el estímulo excesivo también puede causar dependencia y adicción. El principal regulador involucrado en el circuito de recompensa es la dopamina, un químico conocido popularmente como la "hormona feliz". En una región del cerebro llamada núcleo accumbens, este químico se dirige a un grupo específico deneuronas, llamadas neuronas espinosas medianas, e induce una serie de cambios moleculares. Desafortunadamente, las irregularidades en esta vía están asociadas con varios trastornos conductuales y cognitivos, como la enfermedad de Parkinson, el comportamiento compulsivo, el autismo y la esquizofrenia. Adicción a las drogas, especialmente a los estimulantes potentescomo la cocaína y las anfetaminas, también depende de esta vía. Sin lugar a dudas, para desarrollar terapias efectivas, es importante entender exactamentecómo funciona la ruta de recompensa.
En un nuevo estudio publicado en Informes de celda , un equipo de científicos en Japón, dirigido por el profesor Kozo Kaibuchi y el Dr. Yasuhiro Funahashi de la Universidad de Nagoya, ha identificado una nueva función de proteína involucrada en el circuito de recompensa del cerebro. Basaron su estudio en el hecho de que la dopamina, cuando se liberaen el cerebro, activa varias proteínas en respuesta, y estas proteínas causan ciertos cambios en la actividad cerebral, como la expresión génica relacionada con la recompensa y cambios en la transmisión nerviosa o la plasticidad, pero no se entendió bien cómo ocurren estos cambios a nivel molecularLos científicos de la Universidad de Nagoya querían profundizar un poco más. El profesor Kaibuchi dice: "Actualmente se sabe muy poco sobre cómo funciona la dopamina en las neuronas para establecer la memoria de recompensa y causar adicción. Esto nos motivó a continuar este estudio".
Lo que se sabía hasta ahora era que la dopamina activa proteínas multifuncionales, como la proteína de unión a CREB CBP, que a su vez promueve la expresión génica a través de interacciones con otras proteínas. Para encontrar información más detallada, los científicos buscaron proteínas que interactúen con CBPen ratones que experimentaron una recompensa condicionada. Utilizando experimentos basados en la interacción de proteínas y análisis de bases de datos, identificaron con éxito muchas de esas proteínas. De estas, una proteína, llamada Npas4, un "factor de transcripción" una proteína que se une a secuencias de ADN específicas y regulatranscripción del ADN al ARNm, se sabía que funcionaba en el aprendizaje relacionado con la recompensa, por lo que los científicos pasaron a descubrir su mecanismo.
En un primer momento para la comunidad científica, el grupo demostró que una proteína quinasa llamada MAPK agrega un grupo fosfato a Npas4 un proceso intracelular bien conocido llamado fosforilación, que "activa" las proteínas para llevar a cabo sus funciones, lo que facilita suinteracción con CBP. Los científicos incluso identificaron los sitios exactos donde MAPK fosforila Npas4. Además, descubrieron que la dopamina activa Npas4 en neuronas espinosas del medio estriatal y, por lo tanto, promueve la expresión de genes relacionados con la "plasticidad neuronal" cambios en las conexiones neuronales.Por lo tanto, las tres proteínas CBP, MAPK y Npas4 estimuladas por la dopamina interactúan entre sí, lo que lleva a cambios neuronales profundos: el Dr. Funahashi y el Profesor Kaibuchi han descubierto un mecanismo importante de cómo la dopamina afecta el cerebro.
Para investigar la función de Npas4 en el comportamiento relacionado con la recompensa, los científicos "eliminaron" o inactivaron Npas4 en las neuronas del circuito de recompensa de los ratones. Estos ratones y ratones normales aprendieron a esperar una recompensa de cocaína en solo una de las dos cámaras,después de lo cual se midió la preferencia de cámara. En comparación con los ratones normales, los ratones con deficiencia de Npas4 mostraron una reducción> 50% en el comportamiento de búsqueda de drogas, lo que indica una reducción significativa en la memoria de recompensa. Es importante destacar que el comportamiento de búsqueda de drogas se restableció después de la administración exógena deNpas4 pero no por mutantes con deficiencia de fosfo de Npas4. Esto fue emocionante, ya que confirmó que Npas4 y su fosforilación juegan un papel importante en el comportamiento relacionado con la recompensa.
Estos hallazgos sin precedentes del profesor Kaibuchi y su equipo arrojan algo de luz sobre las vías involucradas en el circuito de recompensa del cerebro. El funcionamiento defectuoso del circuito de recompensa se ve en varios trastornos neuropsicológicos y cognitivos. Al explicar en detalle, la función y la recompensaasociado al mecanismo de Npas4, estos científicos han allanado el camino para nuevas y efectivas terapias. Hablando de las aplicaciones del estudio, el profesor Kaibuchi dice: "Nuestro estudio puede ayudar a desarrollar tratamientos para trastornos neuropsiquiátricos como la esquizofrenia. También puede ser útil enabordar la adicción o dependencia a la cocaína y otros estimulantes "
¿Podría una recompensa por este emocionante estudio venir en forma de un nuevo tratamiento potencial para los trastornos de conducta? Solo el tiempo lo dirá. Pero, el equipo del profesor Kaibuchi y su estudio ciertamente ofrecen esperanza para el futuro.
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Materiales proporcionado por Universidad de Nagoya . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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