El hallazgo de un nuevo tipo de células en el cerebro sacude la neurociencia

Desde que existe la Neurociencia, se sabe que el cerebro funciona principalmente gracias a las neuronas y su capacidad para elaborar y transmitir información rápidamente a través de sus redes. Y para apoyarlas en esta tarea, las células gliales realizan una serie de funciones estructurales, energéticas e inmunes, además de estabilizar las constantes fisiológicas.

En particular, algunas de estas células gliales, conocidas como astrocitos, rodean íntimamente las sinapsis, los puntos de contacto donde se liberan los neurotransmisores para transmitir información entre neuronas. Razón por la que los neurocientíficos llevan mucho tiempo sugiriendo que los astrocitos podrían tener un papel activo en la transmisión sináptica, y participar directamente en el procesamiento de la información.

A pesar de esas sospechas, los estudios realizados hasta la ahora para demostrarlo han arrojado resultados contradictorios. Y no existe, ni mucho menos, un consenso científico definitivo sobre la cuestión. Ahora, tras identificar un nuevo tipo de célula con las características de un astrocito, pero que a la vez expresa la maquinaria molecular necesaria para la transmisión sináptica, un equipo de neurocientíficos del Departamento de Neurociencias Básicas de la Facultad de Biología y Medicina de la Universidad de Lausana (UNIL) y del Centro Wyss de Bio y Neuro Ingeniería en Ginebra han conseguido poner fin a largos años de controversia.

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Con el objetivo de confirmar o refutar la hipótesis de que los astrocitos, al igual que las neuronas, son capaces de liberar neurotransmisores, los investigadores examinaron primero el contenido molecular de los primeros utilizando enfoques modernos de biología molecular. La idea era encontrar rastros de la maquinaria necesaria para la rápida secreción de glutamato, el principal neurotransmisor utilizado por las neuronas.

«La precisión que permiten los métodos de transcriptómica unicelular -afirma Ludovic Telley, codirector del estudio- nos permitió demostrar la presencia en células con perfil astrocítico de transcritos de las proteínas vesiculares, VGLUT, encargadas de llenar las vesículas neuronales específicas para la liberación de glutamato. Estas transcripciones se encontraron en células de ratones y aparentemente se conservan en células humanas. También identificamos otras proteínas especializadas en estas células, que son esenciales para la función de las vesículas glutamatérgicas y su capacidad de comunicarse rápidamente con otras células».

El siguiente paso en la investigación fue intentar descubrir si esas células híbridas eran funcionales, es decir, capaces de liberar glutamato a una velocidad comparable a la de la transmisión sináptica. Para ello, los investigadores utilizaron una técnica de imagen avanzada capaz de visualizar el glutamato liberado por vesículas en los tejidos cerebrales y en ratones vivos. «Hemos identificado un subgrupo de astrocitos que responden a estimulaciones selectivas con liberación rápida de glutamato, que se producía en áreas espacialmente delimitadas de estas células y que recuerdan a las sinapsis», afirma por su parte Andrea Volterra, también codirectora del estudio.

Además, esta liberación de glutamato influye en la transmisión sináptica y regula los circuitos neuronales. El equipo de investigación pudo demostrarlo suprimiendo la expresión de VGLUT en las células híbridas. «Son células que modulan la actividad neuronal y controlan el nivel de comunicación y excitación de las neuronas -afirma Roberta de Ceglia, primera autora del estudio e investigadora principal de la UNIL-. Y sin esta maquinaria funcional, el estudio muestra que la potenciación a largo plazo, un proceso neuronal implicado en los mecanismos de memorización, se ve afectada y que la memoria de los ratones se ve afectada».

Las implicaciones del descubrimiento son enormes, y se extienden también al tratamiento de numerosos trastornos cerebrales. De hecho, al alterar específicamente los astrocitos glutamatérgicos, el equipo demostró que estas células tienen efectos sobre la consolidación de la memoria, pero también observó vínculos con patologías como la epilepsia. Finalmente, el trabajo muestra que los astrocitos glutamatérgicos también desempeñan un papel en la regulación de los circuitos cerebrales implicados en el control del movimiento y podrían ofrecer dianas terapéuticas para la enfermedad de Parkinson.

«Entre las neuronas y los astrocitos -concluye Andrea Volterra-, ahora tenemos a mano un nuevo tipo de célula. Su descubrimiento abre inmensas perspectivas de investigación. Nuestros próximos estudios explorarán el papel protector potencial de este tipo de células contra el deterioro de la memoria en la enfermedad de Alzheimer, así como su papel en otras regiones y patologías distintas a las exploradas aquí».