Un equipo del Instituto de Neurociencias de Alicante, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universidad Miguel Hernández de Elche, en colaboración con colegas de la Universidad de California, ha descrito la participación de una proteína, la quinasa de adhesión focal (FAK, según sus siglas en inglés) en las últimas etapas de la maduración del cerebro. La investigación, cuyas conclusiones han sido publicadas en 'Nature Neuroscience', describe el papel de esta proteína en el desarrollo de las redes neuronales.

El trabajo ha sido coordinado por la investigadora del CSIC Beatriz Rico, del Instituto de Neurociencias de Alicante, junto a Louis Reichardt, que dirige un laboratorio de la Universidad de California, en San Francisco.

Los resultados de la investigación permiten comprender "no sólo cómo se ensamblan las conexiones nerviosas en desarrollo, sino también cómo se organizan en un cerebro adulto". Beatriz Rico subrayó al respecto que "entender estos eventos y diseccionar las moléculas que participan en los mismos es crucial para comprender el desarrollo de muchas enfermedades neurológicas y psiquiátricas y, de esta manera, diseñar terapias apropiadas para la cura de estas enfermedades".

La investigadora recordó que en un cerebro adulto "las neuronas transmiten la información a través de extensiones de la célula (axones) que viajan a través del cerebro liberando y recibiendo la información en lugares especializados (sinapsis)". De esta forma, una neurona, señaló, "es capaz de establecer y recibir más de 1.000 contactos sinápticos (puntos de recepción y liberación de información), originando circuitos neuronales de gran complejidad".

Enfermedades neurodegenerativas

De la coordinación y precisión en el desarrollo de estas redes neuronales, según explicó Rico, "depende la formación de un cerebro maduro y saludable". Un defecto en la construcción de estos contactos, citaron las citadas fuentes a modo de ejemplo, puede ser el origen de diversas enfermedades, como el autismo o la esquizofrenia. Del mismo modo, un desgaste en estas redes neuronales conduce al desarrollo de enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer.

Los resultados obtenidos por Rico y sus colegas han demostrado la participación de FAK en el desarrollo de los axones y la formación de las sinapsis. La formación y maduración de los contactos sinápticos se produce en las últimas etapas del desarrollo neuronal. Así, explicaron, "cuando las neuronas llegan a sus tejidos diana, extienden axones, y arborizan (se ramifican de forma similar al crecimiento de un árbol)".

A su vez, añadieron, "éstos extienden axones colaterales (ramas del axón) a diferentes áreas cerebrales" y "una vez que dichas colaterales axónicas alcanzan sus dianas, arborizan de nuevo para formar un campo terminal".
Con el tiempo, los contactos iniciales terminan desarrollándose en sinapsis maduras. Durante estas etapas de desarrollo se producen más colaterales, terminales axónicas, y sinapsis de las que finalmente quedarán en el ser humano adulto.

Según el CSIC, "muchas de estas estructuras serán eliminadas mediante el fenómeno denominado pruning, término que hace referencia al talado de los axones, tal y como los jardineros eliminan las ramas en exceso de los árboles, mientras que otras se potenciarán y estabilizarán para formar los circuitos neuronales definitivos, si bien aún plásticos, es decir, circuitos cambiantes que se forman y se destruyen, que permanecerán en el adulto".

Los estudios de Rico demuestran que la proteína FAK está directamente implicada en la formación del árbol axonal. En concreto, señalaron, esta molécula es necesaria para el avance del axón y la eliminación de las colaterales axónicas en el desarrollo.

Con el objeto de estudiar el papel de esta proteína, la investigadora del CSIC y sus colaboradores han generado ratones que carecen de esta molécula específicamente en un tipo celular. De este modo se ha podido analizar funcionalmente su papel en una célula de manera autónoma concluyeron desde el Consejo Superior de Investigaciones Científicas.