Científicos de Scripps Research Institute de La Jolla (EEUU) han descubierto cientos de proteínas que se transportan constantemente por todo el cerebro sano en pequeños sacos rodeados de membranas, lo que revela una nueva forma de comunicación entre las células cerebrales. Los hallazgos, publicados en la revista ´Cell Reports´, podrían ayudar a los científicos a comprender mejor las enfermedades neurológicas, como el Alzheimer y el autismo.

"Hemos detetado una forma completamente nueva en que las células del cerebro pueden comunicarse entre sí que nunca antes se había integrado en nuestra forma de pensar sobre la salud y la enfermedad", según Hollis Cline, profesor de Neurociencia en Scripps Research.

Para enviar señales por todo el cerebro, las neuronas generalmente se comunican mediante sustancias químicas llamadas neurotransmisores, que se mueven de una célula a otra adyacente. Las hormonas también circulan por el cerebro, lo que afecta el crecimiento de las células cerebrales y ayuda a forjar nuevas conexiones entre las neuronas.

Previamente, los investigadores habían sospechado que una pequeña cantidad de proteínas pueden moverse de manera más independiente alrededor del cerebro en casos aislados. En este contexto, los científicos que estudian la enfermedad de Alzheimer descubrieron que la sinucleína y la tau, dos proteínas asociadas con la neurodegeneración, podían moverse entre las células del cerebro de los animales afectados por dicha patología. Pero no estaban seguros de si esto estaba relacionado con la enfermedad en sí. Otros equipos han proporcionado pruebas de que una proteína que se origina en una célula se puede encontrar más tarde en otra; sin embargo, no pudieron eliminar la posibilidad de que la proteína se desmontara en sus bloques de construcción de aminoácidos y luego se volviera a ensamblar en la célula de destino.

En el nuevo trabajo, Cline y sus colegas usaron un método de etiquetado de proteínas que aseguró que solo rastrearan las proteínas que permanecieran intactas. La etiqueta, una molécula de biotina, no se puede reintegrar en nuevas proteínas si las proteínas se desmontan. El equipo de investigación introdujo la etiqueta en las células ganglionares de la retina en los ojos de las ratas. Once días después, examinaron células de la corteza visual, un área del cerebro responsable de procesar la visión y físicamente distante de las células ganglionares de la retina.

El equipo de Cline aisló, a continuación, proteínas en la corteza visual etiquetadas con biotina. Encontraron más de 200 proteínas y colaboraron con el profesor de investigación de Scripps, John Yates III, PhD , para identificar cada proteína mediante espectrometría de masas.

"Los métodos anteriores no permitían a los investigadores identificar proteínas específicas que se transportaban o observar el proceso a un nivel ultraestructural", señaló Lucio Schiapparelli, primer autor del nuevo artículo y ex científico de Scripps Research ahora en la Universidad de Duke. "Usar esta nueva combinación de estrategias de etiquetado e identificación de proteínas nos permitió avanzar en la comprensión real de lo que estaba sucediendo con estas proteínas".

Las proteínas identificadas incluían muchas con funciones conocidas en el cerebro, incluida la tau y la sinucleína que se observan moviéndose entre las células en la enfermedad de Alzheimer.

"Esta es una confirmación de que en el cerebro sano, la tau y la sinucleína, y su movimiento alrededor del cerebro, es normal", indicó Cline. "Pero con la enfermedad de Alzheimer es una forma tóxica de la proteína que se transporta entre las neuronas. Esperamos que este estudio despierte un nuevo interés en explorar los roles de la comunicación intercelular que no conocíamos hasta ahora".