Luego de ocho años de trabajo, la Dra. Francisca Bronfman, neurobióloga e investigadora del Instituto de Ciencias Biomédicas UNAB, junto a su equipo de trabajo lograron importantes descubrimientos en el área de la neurociencia, ganando un espacio en la prestigiosa revista científica eLife.
Los resultados de este trabajo se enmarcan en la plasticidad cerebral o neuronal, que refiere a los procesos celulares y moleculares que permiten la conexión entre neuronas que forman circuitos en el sistema nervioso, “tales serían la base de distintos procesos fisiológicos que nos permiten, por ejemplo, almacenar o aprender nuevas habilidades” explica Bronfman.
La científica se dedica hace más de 25 años al estudio de las neuronas y cómo estas se comunican entre ellas y con otros órganos procesando la información y favoreciendo la estabilidad de los circuitos neuronales.
Para que la plasticidad neuronal ocurra la neurona debe expresar nuevos genes y empezar a sintetizar nuevas proteínas, este proceso se le conoce como regulación de la expresión génica, la cual comienza en el núcleo donde está almacenado el ADN.
La investigadora de la UNAB explica que, dado que las neuronas son células muy grandes y complejas y cubren distancias considerables en un organismo, requieren de sistemas de transporte de señales desde el axón al núcleo para promover la plasticidad neuronal a distancia, “imagine que el núcleo de una neurona motora está en la médula espinal y su axón se extiende más de un metro para controlar el movimiento de los músculos en un humano adulto”.
Los hallazgos sobre las neuronas
El trabajo de Bronfman y su equipo muestra que BDNF, una neurotrofina (proteína neuronal) esencial para procesos de plasticidad neuronal, es capaz de iniciar una señal en el axón. Esta señal se transporta hasta el núcleo activando la expresión de genes que favorecen la conexión entre neuronas. Esto lo hace promoviendo la formación de un endosoma de señalización, organelo que viaja desde el axón hasta el núcleo moviendo señales dentro la neurona.
“Este proceso podría homologarse a un delivery que lleva un paquete de una ciudad a otra en su auto, los endosomas de señalización son transportados por motores celulares que utilizan la energía del ATP para generar movimiento en las carreteras celulares” ejemplifica.
La novedad de este estudio es que se describió por primera vez que los endosomas de señalización orquestados por BDNF desde los axones son capaces de incrementar la expresión de genes y la síntesis de proteínas en el cuerpo neuronal, lo que favorece el crecimiento de las conexiones del sistema nervioso central, sugiriendo que este proceso podría ser relevante en la formación y mantención de circuitos neuronales.
Una luz para las enfermedades neurodegenerativas
Para la investigadora UNAB entender los mecanismos básicos de cómo las neuronas mantienen circuitos activos sanos es muy importante para la generación de aplicaciones biomédicas, esto porque la alteración de esas señales neurotróficas se dan enfermedades donde la memoria y el aprendizaje se ven impedidos, como son en el Alzheimer y la demencia frontotemporal.
“De hecho, existen estudios que proponen a BDNF como un blanco terapéutico para la enfermedad de Alzheimer, usando terapia génica o moléculas pequeñas que imitan las acciones de esta neurotrofina” agrega Bronfman.
Asimismo, el trayecto que sigue el endosoma de señalización por la neurona revela la existencia de caminos que permitirían controlar la expresión de genes alterados en enfermedades neurodegenerativas, abriendo vías alternativas para la terapia génica.
Con respecto a futuras investigaciones, la neurobióloga señala que “se concentrarán en entender los mecanismos celulares y moleculares que le permiten al endosoma de señalización modular la expresión de genes y promover la plasticidad neuronal en el sistema nervioso central”.
El trayecto
De los 25 años que Francisca Bronfman se dedica a estudiar las neuronas, ocho los ha dedicado a este estudio. Para llevarlo a cabo se obtuvo financiamiento de distintas fuentes, incluyendo proyectos regulares Fondecyt, núcleo milenio y fondos basales de ANID.
El estudio es también una colaboración entre estudiantes de doctorado, postdoctorados y pregrado, guiados por Bronfman como investigadora principal y profesora titular del Instituto de Ciencias Biomédicas UNAB. Asimismo, también contó con la participación de otras Universidades de Chile, como la Universidad Católica y del mundo, como la Universidad de California en San Diego (UCSD, Estados Unidos) y la Universidad de Tel-aviv en Israel.
“Me quedo con una frase que dice que no nos damos cuenta de cuantas respiraciones hacemos en nuestra vida, pero tenemos muy claro los momentos que nos dejan sin aliento. En esta investigación hay muchos momentos que nos dejaron sin aliento, pero finalmente esto se tradujo en un hermoso trabajo que nos deja a todos y todas muy contentos y satisfechos” señaló la académica contenta por el trabajo y la dedicación de todo su equipo.
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