Nuevos mecanismos de conexiones entre neuronas
En el Instituto de Medicina y Biología Experimental de Cuyo (Imbecu-Conicet), Matías Sánchez y Marina Flamini, ambos investigadores de Conicet, trabajan desde hace tiempo en el estudio de mecanismos de señalización celular regulados por hormonas sexuales. Estos mecanismos regulan el movimiento celular mediante el control de la red de filamentos de proteínas que forman el esqueleto de la célula conocido como citoesqueleto actínico. El último de sus trabajos, publicado en Molecular Endocrinology 2013, determinó nuevas vías por las cuales la progesterona promueve la formación de las espinas dendríticas (ramificaciones de las neuronas dedicadas principalmente a la recepción y transmisión de estímulos o impulsos nerviosos), estructuras fundamentales para el conocimiento, la memoria y el aprendizaje.
Por Ángel Matías Sánchez y Marina Inés Flamini – Investigadores Imbecu-Conicet
Desde hace tiempo se estudia el cerebro como un importante blanco de hormonas sexuales, las cuales desempeñan múltiples funciones regulatorias como proliferación, supervivencia y diferenciación celular.
Las hormonas sexuales, particularmente el estrógeno y la progesterona, controlan la plasticidad neuronal, es decir, la propiedad celular que permite que las neuronas establezcan interconexiones que modulan la percepción de los estímulos.
Las hormonas sexuales controlan la plasticidad neuronal mediante modificaciones de la densidad de espinas dendríticas presentes en una neurona. Estas modificaciones están vinculadas con los cambios cíclicos de los niveles de hormonas sexuales como estrógenos y progesterona, los que serían relevantes para explicar diferencias entre hombres y mujeres en las funciones y disfunciones neuronales.
Estudios clínicos sugieren que la falta y/o modificaciones en los niveles de hormonas sexuales, como en mujeres menopáusicas, pueden estar correlacionadas a la progresión de enfermedades neurodegenerativas como Alzheimer, Parkinson o demencia, y la hipótesis de que la terapia hormonal sustitutiva a la mujer menopáusica pueda disminuir la progresión de esta condición continúa siendo persistente. Esto sugiere que los estrógenos y progestágenos podrían tener un rol determinante en el control de los procesos de plasticidad y transmisión de la información entre las células neuronales, además de un efecto protector contra los daños que promueven la aparición y/o progresión de enfermedades neurodegenerativas.
Si bien sabíamos que la progesterona influye en el desarrollo neuronal embrionario y continúa actuando sobre neuronas maduras mediante el control dinámico de los filamentos de la proteína actina, nuestras investigaciones sirvieron para comprender cómo la progesterona promueve cambios en la plasticidad y la transmisión neuronal, lo que promete importantes implicaciones biológicas y médicas.
Nuestro trabajo demuestra que la progesterona utiliza diversas proteínas reguladoras del esqueleto de actina para inducir cambios en la morfología neuronal, promoviendo la capacidad de estas neuronas para formar espinas dendríticas e impulsando la plasticidad y transmisión neuronal.
Esto se logra a través de al menos dos mecanismos, dependientes del receptor de progesterona, en donde la progesterona es capaz de reclutar diversas proteínas que conllevan a la regulación del remodelamiento del esqueleto celular. Una vez que ocurre dicho cambio en la membrana que rodea la célula, se produce la formación de complejos de adhesión focales, lo que permite a la célula adherirse, y a continuación poder inducir la formación de estructuras especializadas como las dendritas. Esta serie de eventos son necesarios para completar el delicado mecanismo que controla la formación dendrítica regulada por progesterona.
Estudios recientes, in vitro e in vivo, demostraron que la pérdida de función de la proteína que controla este proceso resultó en una disminución en la formación dendrítica neuronal, lo que se vincula con déficit en el aprendizaje y en la memoria. Esto sugiere que algunos trastornos degenerativos asociados con disminución o pérdida de estrógenos y progestágenos podrían deberse, en cierta medida, a la falta de activación y control de la proteína denominada WAVE1 por parte de estas hormonas.
En conclusión, estas vías de señalización que controlan la plasticidad neuronal son determinantes claves para el delicado funcionamiento del sistema nervioso central, proporcionando el grado de conocimiento, memoria y aprendizaje.
Futuras investigaciones conducirán a una mejor comprensión de los esteroides sexuales sobre el control dinámico de la fisiología cerebral, lo que podría ayudar al desarrollo de nuevos fármacos para las terapias endocrinas contra importantes enfermedades neurológicas.
El grupo de trabajo y sus objetivos
Está integrado por los autores de esta nota de divulgación, el Dr. Ángel Matías Sánchez, especialista en neuroendocrinología, iniciador del proyecto, y la Dra. Marina Inés Flamini, ambos del Imbecu, Conicet Mendoza. Los mismos trabajan en colaboración con colegas nacionales e internacionales, entre ellos, Tommaso Simoncini y Andrea Riccardo Genazzani, pertenecientes al Molecular and Cellular Gynecological Endocrinology Laboratory (MCGEL-University of Pisa, Italy); Xiao Dong Fu del Department of Physiology, Sun Yat-sen University, People’s Republic of China. El grupo se completa con tesinistas y colaboradores. Las investigaciones son subsidiadas por Italian University, Scientific Research Ministry (MIUR) y el Instituto Nacional del Cáncer (INC-Argentina).
*Edición general: Diana Aloia (Difusión y Divulgación Científica Conicet-Mendoza)
