Universidad
Politécnica de Madrid

29.10.12

Tratar de llegar a comprender mejor  los cambios que se producen en el cerebro afectado por la enfermedad de Alzheimer es uno de los objetivos de un estudio  llevado a cabo por un equipo de investigadores del Laboratorio Cajal de Circuitos Corticales de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM). Una de las características fundamentales de la enfermedad de Alzheimer es la acumulación en el cerebro de una sustancia llamada beta amiloide. Por ello, el objetivo de los investigadores era determinar si la presencia de placas de esta sustancia provocaba alteraciones en las neuronas.

En una investigación con ratones de laboratorio a los que se les ha inducido la producción de beta amiloide , los expertos han analizado mediante microscopía confocal (1), las características morfológicas así como la inervación GABAérgica (2) del segmento inicial del axón de un  tipo específico de neuronas: las neuronas piramidales. El segmento inicial del axón (3) es una  región de especial interés ya que está implicada en la generación de los potenciales de acción necesarios para la transmisión de información entre las neuronas.

Como resultado de su trabajo, los investigadores constataron que la estructura del segmento inicial del axón no se ve afectada por la acumulación de beta amiloide. Sin embargo, , el estudio demostró que la inervación GABAérgica disminuye cuando el segmento inicial del axón contacta con las placas de beta amiloide o pasa cerca de ellas, lo que puede ayudar a explicar la hiperactividad neuronal que presentan algunos pacientes de Alzheimer .

Para Javier De Felipe, director del área de Neurobiología del Proyecto Cajal Blue Brain (UPM-CSIC),  el trabajo supone “un paso más hacia una mejor comprensión de los fenómenos que ocurren en un cerebro con la enfermedad de Alzheimer.  Cuanto más se conozca sobre las causas y consecuencias, más cerca estaremos de desarrollar un tratamiento eficaz para esta enfermedad”.

Los investigadores (Gonzalo Leon-Espinosa, Javier DeFelipe y Alberto Muñoz) centrarán ahora su estudio en “la influencia de las placas de beta amiloide sobre otros componentes del segmento inicial del axón, como son los canales iónicos necesarios para la generación de los potenciales de acción”, continúa Muñoz. Además, pretendemos estudiar el papel que desempeña la hiperfosforilación de tau (la otra característica patológica de la enfermedad) sobre diversos aspectos del segmento inicial del axón, para conocer mejor cómo afecta todo ello a la transmisión de información en el cerebro”, concluyen.

Más información sobre el  Laboratorio Cajal  de Circuitos Corticales

Dirigido por Javier DeFelipe, el Laboratorio Cajal de Circuitos Corticales tiene una dilatada experiencia en el análisis de la organización microanatómica y neuroquímica de la corteza cerebral, mediante la utilización de una variedad de técnicas, entre las que se incluyen inyecciones intracelulares, técnicas histoquímicas e inmunocitoquímicas para microscopía óptica y electrónica, y métodos de reconstrucción 3D para microscopía óptica y electrónica.

A partir de 2006 comenzó a centrarse en el estudio de la enfermedad de Alzheimer, y se continúan los estudios sobre la microestructura de la corteza cerebral normal. En 2009 se inicia una nueva etapa con la participación en el proyecto Blue Brain cuyo origen se remonta al año 2005, cuando L’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (Suiza) y la compañía IBM anunciaron conjuntamente el ambicioso proyecto de crear un modelo funcional del cerebro utilizando el superordenador Blue Gene, de IBM.

A finales de 2006, el proyecto Blue Brain había creado un modelo de la unidad funcional básica del cerebro, la columna neocortical. Sin embargo, las metas marcadas por el proyecto imponían su conversión en una iniciativa internacional. En este contexto surge en España el proyecto Cajal Blue Brain, cuyos objetivos se encuadran en dos ejes principales: La microorganización anatómica y funcional de la columna neocortical y el desarrollo de tecnología biomédica (fundamentalmente informática). La contribución del laboratorio de DeFelipe consiste en participar en los estudios microanatómicos y funcionales de la columna neocortical y coordinar las tareas de investigación realizadas en otros laboratorios nacionales e internacionales. Esta coordinación es fundamental para establecer una base de datos homogeneizada que permite estandarizar y aprovechar al máximo los datos generados por cada grupo de investigación.

Notas:

(1) Microscopio confocal: El microscopio confocal es un microscopio que emplea una técnica óptica de imagen para incrementar el contraste y/o reconstruir imágenes tridimensionales utilizando un "pinhole" espacial (colimador de orificio delimitante) para eliminar la luz desenfocada o destellos de la lente en especímenes que son más gruesos que el plano focal.

(2) Inervación Gabaérgica: Los circuitos neuronales son modulados en función del balance entre las señales excitadoras e inhibidoras, estas últimas generadas desde distintas poblaciones de interneuronas GABAérgicas. En la corteza cerebral, cada una de estas interneuronas inerva selectivamente diferentes dominios de células neuronales piramidales (como por ejemplo el segmento inicial del axón). Por tanto, la actividad cortical depende, entre otros factores, de GABA (Gamma-aminobutirato), un importante neurotransmisor del cerebro en mamíferos.

(3) Axón: Se llama axón a una prolongación larga y delgada de las neuronas que se origina en una región especializada llamada eminencia axónica o cono axónico, a partir del cuerpo central de la neurona, o a veces de una dendrita (una de las prolongaciones cortas de las neuronas). Su función es el transporte de orgánulos y sustancias, y la conducción del impulso nervioso.