Un equipo internacional de investigadores dirigido por un científico de la Facultad de Medicina de la Universidad Case Western Reserve ha descubierto un mecanismo novedoso en el que una proteína, la neuregulina 3, controla cómo se liberan neurotransmisores clave en el cerebro durante la esquizofrenia. La proteína se eleva enpersonas con esquizofrenia y otras enfermedades mentales graves, pero el estudio es el primero en investigar cómo causa una enfermedad mental tan grave.
En un estudio publicado en la edición actual de Actas de la Academia Nacional de Ciencias , neurocientíficos de todo el mundo utilizaron técnicas genéticas, electrofisiológicas, bioquímicas y moleculares para descubrir la función de la neurregulina 3. Descubrieron que suprime un complejo de proteínas necesario para la comunicación neuronal adecuada. El equipo de investigación incluyó a 15 neurocientíficos de todo Case Western ReserveFacultad de Medicina de la Universidad, Centro Médico de Asuntos de Veteranos Louis Stokes Cleveland, Universidad de Augusta de Georgia, además de la Universidad de Nanchang y la Universidad Médica de Guangzhou de China.
Ciertas variaciones en el gen que codifica la neuregulina 3 se consideran factores de riesgo de esquizofrenia. El nuevo estudio ayuda a explicar por qué la neuregulina 3 es fundamental para la enfermedad ". Hemos identificado una función novedosa de un gen de susceptibilidad a la esquizofrenia, la neuregulina 3, que proporciona informaciónen los mecanismos celulares de este trastorno devastador y podría conducir a nuevos objetivos terapéuticos ", dijo el autor principal Lin Mei, PhD. Mei es profesor y presidente del departamento de neurociencias de la Facultad de Medicina de la Universidad Case Western Reserve. Al comprender cómo actúa la neuregulina 3 encerebro, los investigadores posiblemente podrían diseñar medicamentos para restaurar su función durante la esquizofrenia.
La esquizofrenia afecta a casi 1 de cada 100 adultos estadounidenses y no se entiende bien, dice Mei. Es difícil separar las muchas proteínas y neurotransmisores interrelacionados detrás de la enfermedad. El estudio de Mei describe un mecanismo previamente desconocido encontrado en las neuronas afectadas por la esquizofrenia.
En el nuevo estudio, los investigadores mutaron el gen que codifica la neurregulina 3 en ratones, pero solo en ciertas poblaciones de neuronas. Cuando mutaron la neurregulina 3 en las neuronas que ayudan a activar el cerebro, llamadas neuronas piramidales, los ratones modificados genéticamente mostraroncomportamiento compatible con la esquizofrenia. Tenían audición y reflejos sanos, pero eran inusualmente activos. Tenían problemas para recordar y navegar por los laberintos. En las interacciones sociales, los ratones se alejaban de los extraños. Los experimentos no solo respaldaron el papel de la neurregulina 3 en la esquizofrenia, sino quetambién ayudó a definir los tipos de neuronas involucradas.
Al estudiar muestras de cerebro de ratones, los investigadores descubrieron cómo funciona la neuregulina 3 a nivel celular. Descubrieron que inhibe el ensamblaje de un complejo de proteínas en las sinapsis, el lugar donde se comunican las células nerviosas adyacentes. Las neuronas necesitan el complejo llamado SNARE, para transmitir ciertos neurotransmisores entre sí. En particular, el complejo SNARE ayuda a las neuronas a transmitir glutamato, el neurotransmisor "excitador" más común en el cerebro. El glutamato ayuda a activar las neuronas y es esencial para el aprendizaje. Los desequilibrios de glutamato pueden causar síntomas esquizofrénicos.
Las personas con enfermedades mentales graves como la esquizofrenia, el trastorno bipolar y la depresión mayor tienden a tener niveles más altos de neuregulina 3. Los investigadores imitaron los niveles de proteínas que se encuentran en el cerebro de los esquizofrénicos al elevar la neurregulina 3 en las neuronas cultivadas y encontraron niveles más altos deLa neuregulina 3 suprime la liberación de glutamato. Las células con altos niveles de neuregulina 3 no podían formar complejos SNARE correctamente. Demasiada proteína inhibidora impidió la formación del complejo y suprimió los niveles de glutamato en las células cerebrales. Los investigadores concluyeron que la neuregulina 3 es fundamentala la transmisión adecuada de glutamato en el cerebro.
Según Mei, los hallazgos son particularmente intrigantes porque muestran que la neuregulina 3 funciona de manera diferente a otras proteínas de su familia. La neuregulina 1, por ejemplo, activa un conjunto completamente diferente de proteínas en otros tipos de neuronas. El mecanismo que descubrió el equipo de Mei paraneuregulin 3 es incluso distinta de otras funciones descritas anteriormente para la proteína.
Dijo Mei, "En la biología del cáncer, la neurregulina 3 estimula otro gen de riesgo de esquizofrenia llamado ErbB4. Sin embargo, inesperadamente, descubrimos que la neurregulina 3 en el cerebro puede no actuar activando ErbB4. Más bien, regula la liberación de glutamato, y esta novelala función no requiere ErbB4. "
Los hallazgos sugieren que la neurregulina 3 podría servir como un nuevo objetivo terapéutico para ayudar a tratar la esquizofrenia u otras enfermedades mentales. Los medicamentos que se dirigen a la neurregulina 3 podrían ayudar a restaurar los niveles de glutamato en ciertos tipos de neuronas, un enfoque novedoso para el tratamiento de la esquizofrenia ".Un mecanismo de acción novedoso es un requisito previo para comprender un trastorno y para el desarrollo de intervenciones terapéuticas ", dijo Mei." Por supuesto, el camino podría ser largo para llegar allí, pero estamos en camino ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Case Western Reserve . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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