Nuevo descubrimiento de investigadores de la UTA: el receptor IGF-1 tiene una función de suma importancia a la hora de regular la transferencia de información dentro de los circuitos neuronales.
En el campo de la neurociencia han sido un importante foco de estudio los mecanismos que sirven de base para la estabilidad y la plasticidad de los circuitos neuronales del hipocampo, la parte del cerebro responsable de la memoria espacial y de la memoria de los hechos y eventos diarios. Comprender de manera precisa cómo un cerebro sano almacena información y la procesa, resulta crucial para prevenir y revertir las fallas en la memoria asociadas con el mal de Alzhei-mer, la forma más común de demencia en la edad avanzada.
Es sabido que la hiperactividad del hipocampo está asociada a condiciones que incrementan el riesgo de desarrollar el mal de Alzheimer, lo que incluye ligeros daños cognitivos y amnésicos. Un nuevo estudio de la UTA establece que el receptor 1 (IGF-1R) del factor de crecimiento similar a la insulina, el regulador maestro del tiempo de vida, cumple con una tarea vital en la regulación directa de la transferencia y procesamiento de la información en los circuitos neuronales del hipocampo. La investigación revela que el IGF-1R es un regulador diferencial de dos modos diferentes de transmisión —la espontánea y la evocada— en los circuitos del hipocampo. Los investigadores abrigan la esperanza de que estos hallazgos se puedan emplear para señalar una nueva dirección en la terapia para tratar pacientes en los estadios tempranos del mal de Alzheimer.
El estudio fue dirigido por la doctora Inna Slutsky, de la Escuela de Neurociencia Sagol y de la escuela de Medicina Sackler —ambas pertenecientes a la UTA—, y fue conducido por la doctorando Neta Gazit. Hace poco fue publicado en la revista Neuron. “Las personas que corren el riesgo de contraer el mal de Alzheimer muestran hiperactividad en el hipocampo, y nuestros resultados sugieren que la actividad del IGF-1R podría contribuir de manera importante con esta anormalidad”, concluye la doctora Slutsky.
La resolución de una controversia
“Sabemos que la señalización del IGF-1R controla el crecimiento, el desarrollo y el tiempo de vida, pero su función en el mal de Alzheimer sigue siendo foco de controversias”, agrega la doctora Slutsky. “Para resolver esta polémica, tuvimos que comprender cómo funciona el IGF-1R fisiológicamente en la transferencia y la plasticidad sinápticas”. Habiéndose valido de rodajas y cultivos de cerebros, los investigadores desarrollaron e integraron un enfoque que caracteriza el sistema cerebral en diferentes escalas: desde el nivel de interacciones de proteína hasta el nivel de sinapsis únicas, de conexiones neuronales y de toda la red entera del hipocampo. El equipo buscó responder dos importantes cuestiones: si los receptores IGF-1R permanecen activos en las sinapsis y transducen la señalización en reposo, y cómo estos afectan la función sináptica.
“Recurrimos a la transferencia de energía por resonancia Förster (FRET) para estimar la activación del receptor en el nivel de una única sinapsis”, detalla la doctora Slutsky. “Comprobamos que los IGF-1R permanecen completamente activos en condiciones de reposo, lo que modula la liberación de transmisores de las sinapsis”.
Si bien se encontró que la aplicación aguda de la hormona IGF-1R no es efectiva, la introducción de diversos bloqueadores de IGF-1R produjeron robustos efectos duales: por un lado, se inhibía la liberación de un neurotransmisor que provocaba subidas -pulsos eléctricos en el cerebro-, por el otro, se mejoraba la liberación espontánea de neurotransmisores.
¿Una prueba contra el mal de Alzheimer?
“Cuando modificamos el nivel de la expresión IGF-1R, la transmisión y la plasticidad sinápticas se vieron alteradas en las sinapsis del hipocampo, y un incremento en la expresión del IGF-1R provocó una liberación aumentada de glutamato, lo que mejoró la actividad de las neuronas del hipocampo”, señala Gazit.
“Sugerimos que pequeños inhibidores del IGF-1R, que en estas instancias se encuentran en desarrollo para combatir el cáncer, se prueben para reducir la actividad cerebral anómala en los estadios tempranos del mal de Alzheimer”, afirma la doctora Slutsky. Los investigadores piensan estudiar cómo la señalización del IGF-1R controla la estabilidad de los circuitos neuronales durante un periodo de tiempo extendido.
La doctora Irena Vertkin, la doctora Ilana Shapira, Edden Slomowitz, Maayan Sheiba y Yael Mor, del laboratorio de la doctora Slutsky, en la UTA, Martin Helm y el profesor Silvio Rizzoli, de la Universidad de Göttingen, Alemania, contribuyeron con esta investigación.