Descubren proteína que faculta la creación de recuerdos duraderos

Acaban de hallar que una proteína, denominada Arc,  proporciona una fundamental capacidad al cerebro para  regular la actividad de las neuronas y conformar recuerdos duraderos.

El descubrimiento brinda además una nueva comprensión de lo que ocurre  a nivel molecular cuando el proceso de consolidación de los recuerdos se ve interceptado e interrumpido.

Científicos de los Institutos Gladstone, en San Francisco, California (Estados Unidos) publicaron el contenido de su investigación al respecto en la revista 'Nature Neuroscience'.

Sinapsis cerebral

Bajo la dirección del investigador Steve Finkbeiner, el estudio correspondiente se adentró en forma profunda en el funcionamiento interno de las sinapsis, que son las uniones altamente especializadas del cerebro que  encausan y transmiten información entre las neuronas.

·        Desarrollo del cerebro

La mayoría de las sinapsis no se constituyen en el transcurso del desarrollo temprano del cerebro; pueden formarse, romperse y fortalecerse a lo largo de la vida de cada individuo.

Nuevos recuerdos y peligro de ataques epilépticos

Los expertos señalaron que las sinapsis más activas se tornan más fuertes a medida que crece la actividad cerebral: un proceso  esencial para la formación de nuevos recuerdos, pero que asimismo  es peligroso, ya que cabe la posibilidad de que estimule  excesivamente a las neuronas y provoque ataques epilépticos.

Mecanismo hallado, papel clave de la proteína

Por otra parte, el mecanismo hallado que se refiere a la actividad cerebral de suma importancia en el mantenimiento de un equilibrio, da cuenta de  una escala de orden homeostática.

Esta última permite a las neuronas individuales fortificar las nuevas conexiones sinápticas (que facilitaron en principio la formación de nuevos recuerdos), mientras ellas se ven paralelamente  protegidas de una suma excitación.

Todo ello es logrado gracias al papel clave que juega la proteína Arc.

Memoria

La ciencia ya  sabía que la Arc estaba involucrada en la memoria a largo plazo, ya que los ratones que no la tienen son capaces de aprender nuevas tareas, pero no recordarlas al día siguiente, explicó el doctor Finkbeiner, profesor de Neurología y Fisiología en la Universidad de California, San Francisco (UCSF), en Estados Unidos, afiliado a Gladstone.

"Debido a que las observaciones iniciales mostraron que la Arc se acumula en las sinapsis durante el aprendizaje, los investigadores pensaron que su presencia  en las mismas conducía a la creación  de recuerdos de larga duración", añadió.

Estímulo neuronal

No obstante, el doctor Finkbeiner y su equipo consideraron que había algo más en juego.

En experimentos de laboratorio, primero en modelos animales y a continuación con mayor detalle en la placa de Petri (una de las herramientas más importantes que utiliza la biología para analizar microorganismos),los científicos siguieron los movimientos de la Arc y descubrieron que cuando las neuronas individuales son estimuladas durante el aprendizaje, ella comienza a acumularse en las sinapsis, en tanto que al poco tiempo, la mayoría de la proteína consigue arribar al núcleo, especificó  Erica Korb, autora principal de la investigación que completó su graduación en Gladstone y UCSF.

Tres regiones en el interior de la proteína

El equipo reveló, finalmente, que existen tres regiones dentro de la proteína Arc que dirigen sus movimientos: una la exporta  de un núcleo, otra la transporta al núcleo y una tercera la mantiene en él.

Este sistema complejo y estrechamente regulado es una fuerte evidencia de que el procedimiento de elaboración de recuerdos es   biológicamente significativo

Arc: regulador maestro, acción de los genes

La evaluación dejó ver que la Arc se desempeñó como  un regulador maestro de todo el proceso de escalado homeostático.

En el transcurso de la formación de la memoria, ciertos genes deben activarse y desactivarse en ocasiones muy específicas, con el fin de generar las proteínas que ayudan a las neuronas a establecer nuevos recuerdos.

Desde el interior del núcleo, los autores encontraron que es la Arc quien dirige este procedimiento necesario para que se genere el escalado homeostático, robusteciendo  las conexiones sinápticas sin “sobreestimulación” y traduciendo el aprendizaje en recuerdos a largo plazo.

Memoria consolidada y enfermedades neurológicas

El hallazgo cobra valor no únicamente porque resuelve un misterio de extenso tiempo sobre el rol de la Arc en la constitución de la memoria , sino también porque aporta  una visión hasta hoy ignorada en el procedimiento de ampliación homeostático en sí, interrupciones que se vinculan con una gran cantidad de enfermedades neurológicas.

·        Alzheimer

Ahora se sabe que la proteína se  agota en el hipocampo, que es el centro de memoria del cerebro, en pacientes con enfermedad de Alzheimer.

Consecuentemente, es factible que las interrupciones en la ampliación homeostática contribuyan a los déficits de memoria y aprendizaje en la enfermedad de Alzheimer.

·        Autismo

Asimismo, las disfunciones en la producción y el transporte de Arc  pueden influenciar  en el autismo. Por ejemplo, el trastorno genético del síndrome de X frágil, una causa común tanto en el retraso mental como en el autismo, afecta directamente a la producción de Arc en las neuronas.

En el futuro se sentarán las bases de estrategias terapéuticas distintas a las actuales para luchar contra el Alzheimer y el autismo.