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15 Febrero 2010

Los priones de la memoria

Es posible postular a los priones no sólo como agentes causantes de funestas enfermedades neurodegenerativas sino también como importantes mediadores de procesos trascendentales para la evolución y funcionamiento de los seres vivos. Su capacidad de autoperpetuación y de codificar la memoria molecular los convierte en candidatos ideales para participar en los procesos de memoria a largo plazo.

Los priones, proteínas más conocidas por su impactante papel en la propagación de la enfermedad de las vacas locas, también pueden tener una función positiva en ayudar a que los recuerdos persistan. Esta provisional propuesta fue la principal conclusión de un estudio realizado por el Dr. Kausik Si del Instituto Stowers de Investigación Médica de la Universidad de Kansas, el premio Nobel Dr. Eric Kandel del Colegio de Médicos y Cirujanos de la Universidad de Columbia en Nueva York, y otros colaboradores, publicado a principios de febrero en la prestigiosa revista Cell.

La persistencia de la memoria es un problema fundamental. Las experiencias son temporales, suceden una vez, pero de alguna manera conllevan cambios en el cerebro que son algo permanentes. Estas variaciones deben producirse a través de numerosas moléculas, como las proteínas. En este estudio, K. Si y colegas creen haber encontrado que los priones tienen la clave para "mantener un estado estable con moléculas biológicamente inestables".

Los priones son capaces mantenerse en dos estados, uno de los cuales es dominante y con características de autoperpetuación de modo que cuando una proteína entra en estado priónico puede convertir otras proteínas no priónicas a su estado, así, una vez que el estado priónico está activado, se convierten en estables y autorrenovables.

El estudio, se centró en la babosa de mar Aplysia, que los científicos han estado utilizando durante décadas en experimentos para la memoria y el aprendizaje. Cuando se tocan las branquias de la babosa de mar, éstas se retraen, y cuando se "entrenan" los animales dándoles una descarga al mismo tiempo, la reacción de contracción se hace más fuerte, llegando incluso a permanecer durante un mes.

Los científicos ya habían descubierto que este comportamiento aprendido se produce a causa de un conjunto específico de neuronas sensoriales y motoras que responden a la serotonina. Pero en este estudio, se observó que algunas proteínas se acercaban hacia la sinapsis en el punto donde se activa la serotonina, y una de ellas era la proteína denominada CPEB (proteína de unión al elemento de poliadenilación). Al analizar su estructura, se parecía a los priones descubiertos hace tiempo en la levadura, incluyendo sus funciones.

En un estudio anterior, se había informado que la proteína no poseía propiedades priónicas como cuando se insertaba en la levadura, pero en esta investigación, se encontró que dichas proteínas cambiaban a estado de priones y se aglutinaban (comportamiento típico de los priones) en presencia de serotonina, como lo hecho en las neuronas sensoriales de Aplysia.

Para confirmar esta idea, los investigadores utilizaron un anticuerpo que se une a la proteína de unión del prión y encontraron que se bloquean las conexiones neuronales que constituyen la base celular del aprendizaje y la memoria. Estos hallazgos sugieren que la memoria puede depender de un mecanismo único, que involucra la formación del prión desde CPEB. Esto se suma a un creciente cuerpo de evidencia que apunta a que los priones pueden tener una función más amplia en la biología sin causar enfermedades.

Los resultados son consistentes con la idea que CPEB actúa como una proteína parecida al prión en el sistema nervioso y por lo tanto podría producir cambios en la eficacia sináptica que persistan durante largos períodos de tiempo. Sin embargo, aún no se ha demostrado que el bloqueo de la capacidad de CPEB para autoperpetuarse en realidad bloquee la memoria.

Los resultados ofrecen "al menos una idea" de como la memoria podría persistir, y como algunas proteínas similares a los priones, aparentemente, juegan un papel en el desempeño de la memoria en el tiempo. Los experimentos siguen en las moscas, y en los seres humanos también existe una proteína similar.