Publicado 09/07/2021 07:14CET

Identifican un grupo de células inmunitarias implicadas en el cableado del cerebro

La investigación identifica un grupo de células inmunitarias especializadas que esculpen neuronas inhibitorias para regular el cableado cerebral.
La investigación identifica un grupo de células inmunitarias especializadas que esculpen neuronas inhibitorias para regular el cableado cerebral. - JULIA KUHL FOR THE GORDON FISHELL LAB/HMS

   MADRID, 9 Jul. (EUROPA PRESS) -

   Una investigación en ratones ha revelado cómo un subconjunto de células inmunes altamente especializadas modulan el cableado cerebral mediante sinapsis inhibidoras dirigidas con precisión. El trabajo profundiza la comprensión del repertorio versátil de microglia, las células inmunes del cerebro y los recolectores de basura residentes. Los resultados sientan las bases para el desarrollo de terapias para afecciones psiquiátricas y del neurodesarrollo marcadas por defectos en la función sináptica.

   La extraordinaria capacidad del cerebro para filtrar el incesante flujo de información se debe a una intrincada red neuronal formada por miles de millones de sinapsis, uniones especializadas que regulan la transmisión de señales entre las células y a través de ellas. Algunas de estas uniones inhiben la transmisión de señales, otras la aceleran, un equilibrio milisegundo a milisegundo que garantiza que nuestro cerebro funcione con la máxima eficacia.

   Ahora, el nuevo estudio realizado por investigadores de la Facultad de Medicina de Harvard y del Instituto Broad del MIT y Harvard, en Estados Unidos, demuestra que este delicado equilibrio entre inhibición y excitación se mantiene, al menos en parte, gracias a un subconjunto altamente especializado de microglías, las células inmunitarias residentes en el cerebro, conocidas por su papel en la lucha contra las infecciones y la limpieza de los residuos celulares.

   La investigación, llevada a cabo en ratones y publicada en la revista 'Cell', revela por primera vez que este cuadro de células inmunitarias especializadas está finamente sintonizado para detectar y comprometerse exclusivamente con las sinapsis inhibitorias, las uniones que frenan el flujo de información de célula a célula.

   "Descubrimos que las células inmunes y neuronales especializadas mantienen una importante comunicación durante el desarrollo temprano del cerebro y forman interacciones críticas para el establecimiento de un cableado cerebral equilibrado", explica la primera autora del estudio, Emilia Favuzzi, investigadora de neurobiología en el Instituto Blavatnik del HMS y becaria postdoctoral en el Broad.

   "Nuestras observaciones sugieren que la microglía participa en un acto de intrincada interacción con tipos específicos de sinapsis, dirigiéndose a ellas y esculpiendo el sistema nervioso sinapsis por sinapsis --añade el investigador principal del estudio Gordon Fishell, profesor de neurobiología en el Instituto Blavatnik del HMS y jefe de grupo en el Centro Stanley de Investigación Psiquiátrica del Broad--. Es la primera vez que demostramos que ciertos tipos de microglía son reclutados a ciertos tipos de sinapsis y se comprometen con ellas de una manera muy específica".

   Además, la investigación ha demostrado que estas células interactúan con las sinapsis inhibitorias a través de un contacto físico directo, una observación inédita que fue posible gracias a las técnicas de imagen avanzadas que permitieron a los investigadores observar en tiempo real cómo las células del cerebro de los ratones se relacionan entre sí.

   Los experimentos demostraron que el contacto se produce a través de un receptor de GABA que reside en la superficie de la microglía y hace que estas células estén exquisitamente sintonizadas con las sinapsis inhibitorias que emiten GABA. El GABA es el principal neurotransmisor inhibidor del cerebro y actúa como freno de la señalización entre células. El GABA, según la investigación, parece actuar como una señal de acercamiento a un subconjunto específico de microglía, invitando a estas células a darse un festín con las sinapsis inhibidoras que liberan GABA.

   Además, los experimentos revelaron que el proceso se produce a través de un compromiso de tres pasos: movimiento, reconocimiento e ingestión. El trabajo demostró que la microglía sensible al GABA engulle las sinapsis inhibidoras del mismo modo que estas células actúan para devorar patógenos o basura celular.

   Los investigadores afirman que esta información podría dar pistas importantes sobre nuevos enfoques terapéuticos para las enfermedades en las que el cableado neuronal del cerebro no funciona correctamente. Estos defectos pueden alterar el delicado equilibrio entre la excitación y la inhibición y provocar graves aberraciones funcionales en las percepciones sensoriales, desde la sobreestimulación sensorial, en un extremo, hasta el embotamiento sensorial, en el otro. Estas alteraciones sensoriales se observan a menudo en enfermedades como los trastornos del espectro autista, el TDAH o la esquizofrenia.

   "En un futuro no muy lejano podremos buscar formas de alternar o ajustar selectivamente el equilibrio entre las conexiones excitatorias e inhibitorias en el cerebro mediante el reclutamiento de microglía especializada encargada de remodelar y podar sinapsis específicas", añade Favuzzi.

   En conjunto, estos conocimientos preparan el terreno para tratamientos que puedan corregir las deficiencias subyacentes en el cableado sináptico, asegura Fishell. "Con una mejor comprensión del alcance y la especialización de la microglía, podemos empezar a diseñar terapias que permitan corregir el sistema nervioso cuando esté desajustado", concluye.