Los neurocientíficos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Tufts han descubierto una nueva vía de señalización que conecta directamente dos receptores principales en el cerebro asociados con el aprendizaje y la memoria: el receptor de N-metil-D-aspartato NMDAR y el receptor de acetilcolina nicotínico alfa 7a7nAChR, que tiene importancia para los esfuerzos actuales para desarrollar medicamentos para tratar la esquizofrenia. Estos hallazgos demuestran que los astrocitos, un tipo de célula no neuronal o glial que alguna vez se pensó que tenía poca parte en el procesamiento de la información del cerebro, pero ahora se sabe que jueganLos roles importantes son el elemento clave que une funcionalmente estos dos receptores.
El estudio, "La neuromodulación colinérgica septal sintoniza la activación dependiente de astrocitos de los receptores NMDA del hipocampo a la vigilia", se publica en neurona 4 de mayo de 2017, en línea antes de la publicación final.
"El NMDAR es el receptor más investigado en neurociencia porque es esencial para la plasticidad sináptica, que es fundamental para establecer y remodelar los circuitos cerebrales y se cree que es la base celular del aprendizaje y la memoria", dijo Thomas Papouin, Ph.D.., profesor asistente de investigación en la Tufts School of Medicine y autor principal del estudio. "Se sabe que el NMDAR se activa por dos químicos: el glutamato, que es suministrado por las neuronas, y la D-serina, que es suministrada por los astrocitos.la investigación se centra en el papel que juegan las neuronas en la activación del NMDAR a través del glutamato, nos centramos en el papel que juegan los astrocitos a través de la liberación de D-serina ".
Usando in vitro y in vivo enfoques en ratones, los científicos de Tufts descubrieron que los astrocitos ajustan su liberación de D-serina de acuerdo con el grado de vigilia de los ratones. Los astrocitos controlan directamente la vigilia a través del a7nAChR al detectar el nivel de acetilcolina ambiental, un neuromodulador liberado en humanosy cerebros de roedores durante la vigilia. Cuanto más activos son los ratones, más astrocitos liberan D-serina, lo que permite una activación más robusta de NMDAR. Esto era cierto incluso si los investigadores estimulaban la actividad durante los momentos del día cuando los ratones normalmente están tranquilos.
"Los astrocitos actúan como el control de atenuación de una luz", dijo Papouin. "Cuando se activa el interruptor neuronal y se libera glutamato, el ajuste del 'atenuador' D-serina astrocítico determina la intensidad de la señal NMDAR. DuranteEn la vigilia, este atenuador está configurado en alto - los astrocitos proporcionan mucha D-serina - y esto permite una señal NMDAR fuerte. Pero durante el sueño o la inactividad, se establece en bajo, permitiendo una señal más débil ".
Un nuevo marco para tratar la esquizofrenia
El estudio ofrece un nuevo marco funcional para el tratamiento de la esquizofrenia y abre nuevas vías para la terapéutica e innovaciones en biología glial.
"Este es un hallazgo emocionante con relevancia directa para el desarrollo de nuevos tratamientos para la esquizofrenia, que se caracteriza por bajos niveles de D-serina y disminución de NMDAR, así como una pérdida importante de la función colinérgica. Esfuerzos para desarrollar productos farmacéuticos para abordar estos déficitshasta ahora no han tenido éxito, pero en nuestro estudio pudimos mejorar la función NMDAR a través de la D-serina al estimular a7nAChR con un medicamento que ha sido parte de los ensayos clínicos recientes de la etapa 3 para la esquizofrenia ", dijo Philip G. Haydon, Ph.D., autor correspondiente del artículo, profesor de Annetta y Gustav Grisard y presidente del Departamento de Neurociencia de la Facultad de Medicina de Tufts, y miembro de la facultad del programa de neurociencia de la Escuela Sackler de Ciencias Biomédicas de Graduados de Tufts ". Esto sugiere queLos fármacos colinérgicos ahora en desarrollo para la esquizofrenia funcionan a través de esta vía astrocítica recién descubierta ".
El estudio es el último trabajo del grupo Haydon en Tufts, que se centra en los astrocitos y el papel que desempeñan en la regulación de la transmisión sináptica y los circuitos neuronales y en el control del comportamiento y los trastornos del sistema nervioso.
Hace diecisiete años, el grupo introdujo la "sinapsis tripartita", el primer concepto que reconoce el papel de los astrocitos en la integración y el procesamiento de la información en las sinapsis ". En este documento nos basamos en ese concepto para actualizar nuestra visión de laEl papel de los astrocitos en el cálculo de la información sobre el cerebro ", dijo Haydon." En base a estos hallazgos y evidencia recientemente publicados por otros, proponemos un nuevo concepto de 'orientación contextual' que incorpora cómo los astrocitos sintonizan la actividad sináptica a contextos globales relevantes al detectar elactividad remota de neuromoduladores como la acetilcolina y la noradrenalina ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Tufts . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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