Neurocientíficos de la Facultad de Medicina y Cirugía de la Universidad Católica de Roma y de la Fondazione Policlinico Universitario Agostino Gemelli IRCCS han modificado genéticamente una molécula, la proteína LIMK1, normalmente activa en el cerebro, con un papel clave en la memoria. Añadieron un «interruptor molecular» que se activa al administrar un fármaco, la rapamicina, conocido por sus diversos efectos antienvejecimiento en el cerebro y consiguieron mejorar la memoria, según publican en la revista ‘Science Advances’.
La investigación, apoyada por el Ministerio italiano de Educación, Universidad e Investigación, la Fundación de la Asociación Americana del Alzheimer y el Ministerio italiano de Sanidad, tiene grandes aplicaciones potenciales, al mejorar nuestra comprensión de la función de la memoria y facilitar la identificación de soluciones innovadoras para enfermedades neuropsiquiátricas como la demencia.
La proteína LIMK1 desempeña un papel crucial en la determinación de cambios estructurales en las neuronas, a saber, la formación de espinas dendríticas, que mejoran la transmisión de información en las redes neuronales y son cruciales en los procesos de aprendizaje y memoria.
El profesor Claudio Grassi, Catedrático de Fisiología y Director del Departamento de Neurociencia, y autor principal del estudio, explica que «la memoria es un proceso complejo que implica modificaciones en las sinapsis, que son las conexiones entre neuronas, en áreas cerebrales específicas como el hipocampo, que es una estructura neuronal que desempeña un papel fundamental en la formación de la memoria».
«Este fenómeno, conocido como plasticidad sináptica, implica cambios en la estructura y función de las sinapsis que se producen cuando un circuito neuronal se activa, por ejemplo, por experiencias sensoriales. Estas experiencias promueven la activación de complejas vías de señalización en las que intervienen numerosas proteínas», añade.
Según indica, «algunas de estas proteínas son particularmente importantes para la memoria, de hecho la expresión reducida o las modificaciones de estas proteínas se asocian con alteraciones en las funciones cognitivas. Una de estas proteínas es LIMK1. El objetivo de nuestro estudio era regular la actividad de esta proteína, ya que desempeña un papel clave en la maduración de las espinas dendríticas entre neuronas y controlar LIMK1 con un fármaco significa poder promover la plasticidad sináptica y, por tanto, los procesos fisiológicos que dependen de ella», subraya.
Cristian Ripoli, profesor asociado de Fisiología de la Universidad Católica y primer autor del estudio, añade que «la clave de esta innovadora estrategia ‘quimiogenética’, que combina genética y química, está precisamente ligada al uso de la rapamicina», un fármaco inmunosupresor conocido por aumentar la esperanza de vida y por sus efectos beneficiosos sobre el cerebro, en modelos preclínicos.
«Así pues, hemos modificado la secuencia de la proteína LIMK1 insertando un interruptor molecular que nos permitía activarla, a la orden, mediante la administración de rapamicina –afirma Ripoli–. En animales con deterioro cognitivo relacionado con la edad, el uso de esta terapia génica para modificar la proteína LIMK1 y activarla con el fármaco produjo una mejora significativa de la memoria».
«Este enfoque nos permite manipular los procesos de plasticidad sináptica y la memoria en condiciones fisiológicas y patológicas. Además, allana el camino para el desarrollo de otras proteínas ‘manipuladas’ que podrían revolucionar la investigación y la terapia en el campo de la neurología», subraya el experto.
«El siguiente paso será comprobar la eficacia de este tratamiento en modelos experimentales de enfermedades neurodegenerativas que presentan déficits de memoria, como la enfermedad de Alzheimer. También serán necesarios más estudios para validar el uso de esta tecnología en humanos», concluye Grassi.
