Desde la década de 1970, los médicos de EE. UU. Han recetado litio para tratar a pacientes con trastorno bipolar. Si bien el medicamento tiene una buena tasa de éxito, los científicos aún no están seguros exactamente cómo logra sus efectos beneficiosos.
Los biólogos del MIT han descubierto una posible explicación de cómo funciona el litio. En un estudio de gusanos, los investigadores identificaron una proteína clave que es inhibida por el litio, lo que hace que los gusanos sean menos activos.
Si bien estos efectos conductuales en los gusanos no se pueden traducir directamente a los humanos, los resultados sugieren un posible mecanismo para los efectos del litio en el cerebro, que los investigadores creen que vale la pena explorar más a fondo.
"Cómo el litio actúa en el cerebro ha sido este gran misterio de la psicofarmacología", dice Joshua Meisel, un postdoctorado del MIT y autor principal del estudio. "Hay hipótesis, pero no se ha probado nada".
Dennis Kim, profesor asociado de biología, es el autor principal del artículo, que aparece en la edición del 7 de julio de Biología actual .
efectos misteriosos
La capacidad de litio para actuar como tranquilizante para las personas que sufren de manía y trastorno bipolar fue descubierta en 1949 por el psiquiatra australiano John Cade, pero el medicamento no fue aprobado por la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos hasta 1970.
El litio interactúa con muchas proteínas y otras moléculas en el cerebro, por lo que ha sido difícil para los científicos determinar cuál de estas interacciones produce estabilización del estado de ánimo. Algunos de los objetivos hipotéticos son una enzima que produce inositol, un azúcar simple involucrado en la señalización celular, y una enzima llamada GSK3, que inactiva otras proteínas. Sin embargo, ningún estudio ha vinculado estos objetivos de manera concluyente a los efectos del litio en pacientes bipolares.
El equipo del MIT no se propuso estudiar litio, sino que se ocupó de él mientras exploraba las interacciones entre ellos Caenorhabditis elegans y su entorno microbiano. Este gusano tiene un sistema nervioso simple que consta de 302 neuronas, la mayoría de las cuales se presentan en pares.
En un artículo publicado en 2014, Meisel y Kim descubrieron que un par de neuronas conocidas como neuronas ASJ son necesarias para evitar que el gusano evite las bacterias dañinas. Estudios previos de otros laboratorios habían demostrado que las neuronas ASJ también son necesarias para volver a despertarse de unestado de hibernación inducido por el hambre. Esta reactivación, conocida como la salida dauer, ocurre cuando la comida se vuelve más abundante.
Como seguimiento de ese estudio, los investigadores realizaron un examen genético en el que buscaron genes mutados que alteran las neuronas ASJ. Para su sorpresa, uno de los genes implicados en este examen fue uno que codifica una proteína llamada BPNT1, que ya se sabía que estaba inhibido por el litio.
BPNT1 es una proteína que elimina los grupos fosfato de un compuesto conocido como PAP, un proceso que es crítico para mantener la función celular normal.
Cuando los investigadores eliminaron el gen para BPNT1, descubrieron que las neuronas ASJ entraron en un estado latente y que los gusanos ya no podían ejecutar el comportamiento de evitación o la salida más dauer. También encontraron los mismos efectos de comportamiento en los gusanos tratados con litio.
Nueva hipótesis
Los hallazgos sugieren que el tratamiento con litio silencia la actividad en las neuronas que dependen de BPNT1, lo que Meisel y Kim encontraron intrigante porque muchas células cerebrales humanas también dependen de esta proteína. En los humanos, la PAP, que se degrada BPNT1, generalmente se encuentra en las neuronas que secretandopamina, epinefrina o noradrenalina, que son todos neurotransmisores que estimulan la actividad cerebral.
"Creemos que es perfectamente razonable agregar BPNT1 a la lista de hipótesis sobre cómo el litio está afectando el cerebro", dice Meisel. "Silenciar las neuronas dopaminérgicas creo que te haría menos maníaco debido a cómo la dopamina afecta el cerebro".
Mientras que el laboratorio de Kim se enfoca en gusanos, los investigadores esperan que otros laboratorios prueben la nueva hipótesis en otros animales.
"Establecer que esto sucede en C. elegans de ninguna manera demuestra cómo funciona el litio en humanos, pero proporciona una base experimental muy sólida para explorar una hipótesis de que el litio podría tener efectos terapéuticos en neuronas específicas a través de la inhibición de BPNT1 ", dice Kim." Esperamos que otroslos grupos que trabajan en sistemas de mamíferos pueden estar interesados en explorar más esta cuestión "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Anne Trafton. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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