BARCELONA, 12 de diciembre. En un avance significativo en la comprensión del cerebro, el Institut de Recerca Sant Pau (IR Sant Pau) de Barcelona ha desentrañado cómo las sinapsis del hipocampo, cruciales para el aprendizaje y la memoria, ajustan la composición de sus proteínas para desempeñar funciones especializadas. Esta revelación ha sido compartida en un comunicado por el propio instituto.

La investigación, publicada en la prestigiosa revista 'Nature Communications', presenta un enfoque innovador que permite identificar cuáles y cuántas proteínas están presentes en distintas sinapsis, ofreciendo una visión detallada sobre cómo conexiones que pueden parecer similares son capaces de cumplir roles funcionales diversos y únicos.

El estudio destaca la importancia de entender las alteraciones en estas conexiones sinápticas, ya que su dysfunción se relaciona con un amplio rango de trastornos neurológicos y psiquiátricos, incluyendo enfermedades como el Alzheimer, Parkinson, epilepsia y esquizofrenia.

Las sinapsis, que actúan como puntos de contacto entre neuronas, son asombrosamente numerosas y variadas, con estimaciones que indican que el cerebro humano alberga entre 100 y 1.000 billones de ellas. Cada sinapsis tiene ligeras variaciones en su estructura y función, lo que contribuye a la flexibilidad y precisión en el procesamiento de las señales neuronales.

Álex Bayés, líder del grupo de Fisiología Molecular de la Sinapsis en el IR Sant Pau, comentó que aunque se sabía de las propiedades eléctricas únicas que cada tipo de sinapsis presenta, la mapeo exacto de su composición proteica había sido un desafío técnico hasta ahora.

El equipo del IR Sant Pau ha superado esta barrera mediante el uso de varias herramientas innovadoras. La microdisección por captura láser ha permitido a los investigadores aislar capas microscópicas del hipocampo, mientras que un avanzado protocolo de extracción de proteínas ha garantizado la integridad de las muestras, minimizando las pérdidas durante el proceso.

Gracias a estas técnicas, los científicos han podido caracterizar el proteoma de las tres sinapsis que componen el circuito trisináptico del hipocampo, el cual es fundamental para el procesamiento de la memoria y la integración de información sensorial y contextual.

Los hallazgos del estudio indican que, aunque las tres sinapsis analizadas comparten una gran parte de sus proteínas, existen variaciones notables en las proporciones relativas de cada una. Esto es comparable a un chef que utiliza los mismos ingredientes en distintas recetas, ajustando las cantidades para conseguir sabores y texturas únicas.

En este "menú sináptico", los receptores de glutamato y sus proteínas reguladoras son constantes. El glutamato, el principal neurotransmisor excitador del cerebro, y sus receptores son esenciales para la transmisión de señales y la plasticidad sináptica, el mecanismo que permite la adaptación de las conexiones neuronales basándose en la experiencia.

Un aspecto interesante del estudio es la identificación de un componente genético que determina esta especialización. Cada tipo de neurona parece activar o silenciar genes específicos relacionados con las sinapsis, ofreciendo una conexión directa entre la especialización molecular y los programas de expresión génica característicos de cada tipo neuronal. Este hallazgo marca un hito al vincular por primera vez de manera tan clara estas dos dimensiones de la actividad neuronal.