Descubrir los mecanismos de la memoria a corto plazo
La demencia es la causa principal de dependencia y discapacidad en Europa, que afecta actualmente a unos diez millones de personas. Se espera que su prevalencia se duplique de aquí a 2030, siendo la enfermedad de Alzheimer la forma de demencia más común. En el proyecto NAMISTMem, financiado con fondos europeos, se aspiraba a investigar con mayor detalle la formación de la memoria a corto plazo (MCP) y desarrollar métodos analíticos para ayudar a los científicos a comprender mejor los procesos químicos involucrados. Los resultados podrían favorecer nuevos tratamientos para las enfermedades relacionadas con la memoria y la cognición. Las neuronas son células presentes en el encéfalo cuya tarea principal es transmitir información. Para ello disponen de dos vías: la eléctrica, a través de poros intercelulares, y la química, mediante la liberación de neurotransmisores desde sus vesículas. Este proceso de neurotransmisión se denomina exocitosis. «Nuestro objetivo era comprender cómo podrían los cambios intracelulares de los lípidos estar relacionados con enfermedades relativas a la memoria y la cognición», explica Andrew Ewing, coordinador del proyecto NAMISTMem y catedrático del Departamento de Química y Biología Molecular de la Universidad de Gotemburgo, Suecia. Las membranas celulares y vesiculares están formadas por capas lipídicas. El intercambio de lípidos entre las vesículas y las membranas celulares, en respuesta a un estímulo, puede provocar un cambio en el proceso de neurotransmisión. «Este hecho, a su vez, puede iniciar la formación de la MCP», afirma Ewing.
Entender cómo se forma la memoria
Para demostrar la influencia de los cambios lipídicos en la dinámica de las membranas durante el proceso de neurotransmisión se requiere neurociencia de vanguardia. Lograrlo exige métodos analíticos capaces de medir directamente la potencia de neurotransmisión a nivel de las células individuales, en tiempo real. «En estudios anteriores, se añadieron lípidos a cultivos celulares fuera de las células, para estudiar los efectos de los lípidos sobre la exocitosis», explica Ewing. «No era analíticamente factible restringir o aislar las mediciones dentro de la célula». En el proyecto NAMISTMem, realizado con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, se introdujo una técnica pionera de nanoinyección intracelular de diferentes fosfolípidos, lo cual ayudó al equipo a supervisar los efectos de la ingeniería de membranas sobre el inicio de la MCP. A lo largo del proyecto, Mohaddeseh Amiri Aref, beneficiario de una beca individual de iinvestigación Marie Skłodowska-Curie, colaboró estrechamente con Ewing en sus laboratorios de última generación para analizar células individuales en tiempo real. En conjunto, el equipo del proyecto pudo diseñar y aplicar nuevas técnicas para supervisar el efecto de los lípidos intracelulares durante el proceso de neurotransmisión.
Abordar los trastornos neurogenerativos
En el proyecto se demostró la posibilidad de analizar los cambios lipídicos intracelulares «in vivo» y en tiempo real, mediante algunas de las técnicas que se aplicaron de forma pionera. Además, el trabajo efectuado aportó nuevas pruebas sobre el papel crucial que desempeñan los lípidos en la modulación del proceso de neurotransmisión. Estos resultados serán de gran interés para los investigadores que trabajan en el campo de la química nanobioanalítica. Es probable que el análisis «in vivo» resulte esencial para hallar soluciones a los trastornos neurodegenerativos y la pérdida de MCP. «El mecanismo molecular que inicia la formación de la MCP se atribuye claramente a los síntomas principales de los trastornos del neurodesarrollo y neurodegenerativos, como la enfermedad de Alzheimer, así como los trastornos del espectro autista», señala Ewing. «Nuestros hallazgos podrían crear un vínculo entre los procesos exocitóticos y la MCP». Los planes futuros incluyen el desarrollo de análisis «in vivo» para investigar el efecto intracelular de otros factores relacionados con la MCP en el proceso de neurotransmisión.
Palabras clave
NAMISTMem, MCP, Alzheimer, neuronas, encéfalo, lípidos, biología, memoria, demencia
