Las neuronas son las células del sistema nervioso encargadas de recibir, procesar y transmitir información. Todas sus funciones las desarrollan mediante señales eléctricas y químicas que se envían entre ellas.
Ahora, con un grado de precisión nunca logrado, investigadores del Instituto Hospital del Mar de Investigaciones Médicas (IMIM) han identificado cómo se produce el proceso que desencadena la respuesta de las neuronas en el cerebro.
Se trata de un mecanismo vital para entender cómo se producen los estados de ánimo o incluso las adicciones.
Un gran descubrimiento publicado en la revista Chemical Science que abre la puerta a desarrollar fármacos concretos que bloqueen las zonas vinculadas a enfermedades mentales como la esquizofrenia o a comportamientos adictivos.
La importancia de los neurotransmisores
En el mecanismo que desencadena la respuesta de las neuronas en el cerebro tienen un papel clave los neurotransmisores.
Los neurotransmisores son las moléculas que ayudan a transmitir la información entre las neuronas. Y lo hacen a través de receptores especializados: los receptores acoplados a proteína G (GPCRs por sus siglas en inglés: G protein-coupled receptors).
- En el ser humano existen más de 800 GPCRs diferentes. Están ubicados en distintos sistemas y participan en funciones tan diversas como la visión o el olfato; funciones neurológicas, endocrinas, cardiovasculares... Están en tantos lugares y juegan un papel tan importante que han sido la diana de casi el 40% de los fármacos modernos.
Y es que "la neurotransmisión es uno de los procesos fisiológicos más cruciales, ya que su desregulación puede provocar diversos trastornos neuropsiquiátricos", explica la Dra. Jana Selent, autora principal del estudio y coordinadora del grupo del Grupo de Investigación en Desarrollo de fármacos basados en receptores acoplados a proteínas G que ha liderado el trabajo.
- Cambios muy pequeños en cómo se realiza la transmisión de la información por parte de estas moléculas pueden provocar la activación de reacciones diferentes en el cerebro, algunas vinculadas con comportamientos, adicciones y con los diversos estados de ánimo, apuntan desde el IMIM.
Un mecanismo muy preciso
Lo que ha hecho el equipo liderado por Selent suena a ciencia ficción. Así lo explica el IMIM en un comunicado:
- Han analizado a nivel atómico cómo los neurotransmisores se conectan con las proteínas situadas en la superficie de las neuronas.
- Así, fueron capaces de encontrar qué conexiones entre el neurotransmisor y su proteína receptora controlan cómo responderá la célula.
- Vieron que, de forma natural, la evolución ha causado pequeños cambios en las regiones donde se producen estas conexiones, dando lugar a diferentes proteínas capaces de generar diferentes respuestas celulares.
Esto permite que nuestro cuerpo pueda regular, de una forma muy precisa, la respuesta que, un mismo neurotransmisor, causa en la neurona y en el cerebro.
- Con esta información, los autores del estudio pudieron predecir qué pasaría en cada ocasión, estudiando diferentes tipos de proteínas y de neurotransmisores modificados. Y comprobaron sus conclusiones mediante experimentos celulares realizados en laboratorios de Canadá y Suecia.
- También han comprobado que los neurotransmisores modificados pueden controlar con qué regiones de la proteína se pueden unir para ser capaces de causar una respuesta neuronal diferente.
En definitiva, un hallazgo que permitiría"diseñar moléculas (fármacos) que solamente se unan a unas determinadas regiones del receptor y a unos determinados tipos de receptores, lo cual puede permitir cambiar la respuesta neuronal", señala el Dr. Tomasz Stepniewski, primer autor del estudio.
"Una posibilidad especialmente interesante en enfermedades neuropsiquiátricas como la esquizofrenia, determinadas adicciones o pautas de comportamiento, como las que regulan el apetito o el estado de ánimo", añade.
Nuevos tratamientos para trastornos psiquiátricos
El siguiente paso sería estudiar qué vías de señalización están implicadas en cada proceso para desarrollar los tratamientos, las moléculas, que permitan tratar esas patologías.
Cabe recordar que en el caso de la esquizofrenia, entre un 20 y un 30% de los enfermos no responden a los tratamientos farmacológicos actuales.
Esto implica un gran sufrimiento para el afectado y para su familia porque empeora la salud del paciente y aumentan las conductas de riesgo.
En estos casos, solo quedan opciones como la estimulación cerebral profunda mediante electrodos.
El descubrimiento del equipo del IMIM abre la puerta a la creación de fármacos efectivos para enfermedades psiquiátricas tan invalidantes como la esquizofrenia.