Identifican con alta resolución la firma bioquímica de la sinapsis en un modelo de síndrome de Down

Investigadores del IDIBELL
INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN BIOMÉDICA DE BELLVITGE
Publicado 01/08/2018 17:23:01CET

MADRID, 1 Ago. (EUROPA PRESS) -

Investigadores del Instituto de Investigación Biomédica de Bellvitge (IDIBELL) y de la Universidad de Barcelona han descrito la firma bioquímica de las sinapsis glutamatérgicas en síndrome de Down en ratones, focalizando su estudio en un subtipo de receptores de glutamato presentes en las sinapsis llamados receptores de tipo NMDA.

El síndrome de Down es una condición asociada a la trisomía del cromosoma 21 humano. Como resultado de esta alteración genética, los individuos con esta enfermedad presentan un exceso de dosis génica de determinados genes que acaba conduciendo a un incremento anómalo de productos génicos (proteínas). Estos cambios moleculares provocan importantes afectaciones de la función neuronal y, más concretamente, de la forma con la que las neuronas y los circuitos neuronales se comunican.

La estructura celular que permite la comunicación entre las neuronas del cerebro se llama sinapsis. Y las moléculas responsables de la transmisión de información reciben el nombre de neurotransmisores. Uno de los principales sistemas de neurotransmisión excitatoria en el cerebro es la sinapsis glutamatérgica, es decir, la que utiliza el glutamato (un aminoácido) para transmitir la información (activación) de una neurona a otra.

Liderado por doctor Dr. Xavier Altafaj, el trabajo, que ha sido publicado en la revista 'Frontiers in Molecular Neuroscience', se ha llevado a cabo en gran medida gracias a una ayuda concedida por la Fundación La Marató de TV3, que en la pasada edición de 2015 dedicó su programa a las enfermedades neurodegenerativas.

"En nuestro último trabajo hemos caracterizado la enorme complejidad proteica de los diferentes compartimentos sinápticos de las neuronas del hipocampo de ratones que recapitulan el síndrome de Down humano", señala Altafaj.

Para realizar el estudio, los investigadores han puesto a punto un protocolo bioquímico de alta precisión y han utilizado técnicas de espectrometría de masas de última generación, que les han permitido identificar un número muy elevado de modificaciones post-traduccionales
de los receptores de glutamato, básicamente su patrón de fosforilación (el llamado fosfoproteoma).

Paralelamente, se ha identificado un conjunto de enzimas (proteínas
quinasa y fosfatasa) que podrían ser los responsables de este patrón alterado de fosforilación de los receptores de glutamato. Conjuntamente, los datos obtenidos indican el papel clave que juegan los receptores de glutamato (y sus desregulaciones) en la patofisiología del síndrome de Down, a la vez que permiten identificar nuevas dianas terapéuticas que serán exploradas en futuros estudios.

El grupo del doctor Altafaj tiene una larga trayectoria en el estudio de las bases moleculares del síndrome de Down, y en los últimos años se ha centrado en descifrar las alteraciones de la sinapsis glutamatérgica. Los estudios recientes de este grupo de investigación mostraron que los niveles de receptores de tipo NMDA se encuentran desregulados en modelos murinos de síndrome de Down, como consecuencia directa de la sobreexpresión de determinados genes candidatos del síndrome de Down.

Estos trabajos, junto con los indicios de otros grupos de investigación, llevaron a formular la hipótesis de que la alteración de los receptores de glutamato puede jugar un papel clave en las alteraciones de la función neuronal asociadas al síndrome de Down.